Dr. Uwe Lappan

Kontakt Dynamik in selbstorganisierten Polymersystemen
am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

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Wir nutzen die EPR-Spinlabel-Methode, um die lokale Dynamik in selbstorganisierten Polymersystemen wie Polyelektrolytmultischichten und Polyelektrolytkomplexen zu untersuchen.

Die elektronenparamagnetische Resonanz (EPR) ist eine spektroskopische Methode zur Untersuchung der Struktur und Dynamik paramagnetischer Spezies. Die meisten Polymermaterialien sind jedoch diamagnetisch und zeigen daher keine EPR-Signale. Die Abwesenheit von Signalen des Materials bietet die Möglichkeit, EPR als selektive Sondentechnik anzuwenden, bei der stabile paramagnetische Spezies wie Nitroxidradikale eingeführt werden. Diese Radikale werden als Spinlabel bezeichnet, wenn sie kovalent an die Makromoleküle gebunden sind. Die Rotationsdynamik der Spinlabel auf Zeitskalen zwischen 10 ps und 1 µs kann durch die schnelle und empfindliche Continuous-Wave-EPR charakterisiert werden. Die Rotationsdynamik des Spinlabels wird durch die eingeschränkte Bewegung der Seitengruppe, die das Spinlabel trägt, und die lokalen Bewegungen des Polymerrückgrats am Punkt der kovalenten Anbindung des Spinlabels beeinflusst. Informationen über die Dynamik werden durch Simulation und Anpassung der experimentellen Spektren erhalten. Wir haben gezeigt, dass die Rotationsdynamik von Polymersegmenten in Polyelektrolytkomplexen und Multischichten durch Spinlabel-EPR untersucht werden kann. Zusätzlich können Polyionsubstitutions- und Austauschreaktionen durch diese Methode genau beobachtet werden.

• DFG: Untersuchungen zur Dynamik von Polyelektrolytmultischichten mittels Spinmarkierung und EPR-Spektroskopie

• Verschiedene Themen und Materialien (PB1 und PB2)

• Naas, C.; Scheler, U.; Lappan, U., Influence of pH on the Growth and the Local Dynamics of Polyelectrolyte Multilayers. Macromolecules 2021, 54 (2), 1043-1051
  DOI: 10.1021/acs.macromol.0c01756.
• Lappan, U.; Scheler, U., Polyanion Substitution in Polyelectrolyte Complex Dispersions Studied by Spin-Label EPR Spectroscopy. Macromolecules 2019, 52 (19), 7218-7223
  DOI: 10.1021/acs.macromol.9b01611.
• Lappan, U.; Rau, C.; Naas, C.; Scheler, U., Odd–Even Effect on Rotational Dynamics of Spin-Labeled Polyacid Chain Segments in Polyelectrolyte Multilayers. Macromolecules 2019, 52 (6), 2384-2392
  DOI: 10.1021/acs.macromol.9b00101.
• Lappan, U.; Scheler, U. Influence of the Nature of the Ion Pairs on the Segmental Dynamics in Polyelectrolyte Complex Coacervate Phases. Macromolecules 2017, 50 (21), 8631-8636
  DOI: 10.1021/acs.macromol.7b01858.
• Lappan, U.; Wiesner, B.; Scheler, U. Segmental Dynamics of Poly(acrylic acid) in Polyelectrolyte Complex Coacervates Studied by Spin-Label EPR Spectroscopy. Macromolecules 2016, 49 (22), 8616-8621
  DOI: 10.1021/acs.macromol.6b01863.