Biologische Grenzflächen und Holografie


 

Unsere Motivation

Unsere Gruppe untersucht die Wechselwirkung von Meerersorganismen (Biofouler) mit künstlichen Oberflächen um die Kolonisierungsstrategien zu verstehen und langfristig toxische anti-fouling Beschichtungen für Unterwasserapplikationen zu ersetzen. Da die EU-Kommission Beschichtungen, die das giftige Tributylzinn enthalten auf dem Markt bereits verboten hat und auch Einschränkungen für weitere toxische Inhaltsstoffe (z.B. Kupfer oder organische Biozide) diskutiert werden, sind die Firmen gezwungen umweltverträgliche Lösungen zu entwickeln.


Biofouling

Biofouling an Schiffsrümpfen

 

Oberflächenmodifikation

Wir verfolgen einen rationalen Ansatz bei dem die Eigenschaften einer Beschichtung mit anti-fouling oder foul-release Aktivität in Verbindung gebracht werden. Dafür modifizieren wir systematisch die Oberflächeneigenschaften und untersuchen den Einfluss spezifischer Oberflächenchemien und -morphologien auf ihr antifouling Potential. Um Eigenschaften wie Oberflächenenergie, Hydration, Ladung oder Entropie zu variieren, kommt Selbsassemblierung auf der Grundlage von Silanen oder Thiolen zum Einsatz. Zusätzlich können Biomakromoleküle an solche Grundmatrizes gekoppelt werden um inerte Eigenschaften zu generieren. Bioinspirierte Morphologien werden aus selbst assemblierenden Strukturen hergestellt (z.B. layer by layer Anwendungen mit Polyelektolyten).





Änderung der Oberflächeneigenschaften durch Selbstassemblierung und bioinspirierte Oberflächenmorphologien


Um die erfolgreiche Anwendbarkeit der Coatings zu prüfen werden in unserer Gruppe eine Reihe von oberflächenanalytischen Methoden angewendet. Die chemische Zusammensetzung und die Dicke des Films werden durch Photoelektronenspektroskopie, spektrale Ellipsometrie und Infrarot Spektroskopie (IRRAS) quantifiziert. Die Eigenschaften bezüglich der Benetzbarkeit der Oberflächen werden durch Kontaktwinkel Goniometrie charakterisiert. Um die Struktur und die mechanischen Eigenschaften zu analysieren findet die Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und die Licht- bzw. konfokale Mikroskopie Verwendung. Durch Quarzkristall-Mikrowaage, spektrale Ellipsometrie und Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) können die Wechselwirkungen einer Oberfläche mit biologischen Makromolekülen überwacht werden.

 

Diese Arbeiten werden gefördert von

 

ONR

ONR

ONR (Office of Naval Research)

 

 

 

Further Information

BioInterfaces

BioInterfaces Program

 

 

 

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Ausgewählte Veröffentlichungen
Titel Autor Quelle

Cao, X. / Pettitt, M. / Henry, S. / Wagner, W. / Ho, A. / Clare, A. / Callow, J. / Callow, M. / Grunze, M. / Rosenhahn, A. (2009)

Biomacromolecules 10 (2009), 907

Cao, X. / Pettitt, M. / Wode, F. /  Arpa-Sancet, M. / Fu, J. / Ji, J. / Callow, M. / Callow, J. / Rosenhahn, A. / Grunze, M. (2010)

Advanced Functional Materials 20 (2010), 1984

Fu, J. / Ji, J. / Shen, L. / Küller, A. / Rosenhahn, A. / Shen, J. / Grunze, M. (2009)

Langmuir 25 (2009), 672-675

Rosenhahn, A. / Finlay, J. / Pettitt, M. / Ward, A. / Wirges, W. / Gerhard, R. / Callow, M. / Grunze, M. / Callow, J. (2009)

Biointerphases 4 (2009), 1, 7-11

Rosenhahn, A. / Schilp, S. / Kreuzer, H. / Grunze, M. (2010)

Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (2010), 4275

Schilp, S. / Rosenhahn, A. / Grunze, M. / Pettitt, M. / Callow, M. / Bowen, J. / Callow, J. (2009)

Langmuir 25 (2009), 17, 10077