Pachnicz, Michal

► Forschungsgebiet

Synthese und Charakterisierung von homo- und heterozyklisch funktionalisierten Siloxanpolymeren: Auf dem Weg zu sogenannten polaren Melting Gelen

Melting Gele sind anorganisch-organische Hybridmaterialien, die ein breites Spektrum an funktionellen Eigenschaften für verschiedene Anwendungen, beispielsweise in der Optik, Elektronik und Beschichtungen, ermöglichen. Bei diesen Gelen handelt es sich um gemischte Siloxan-Silsesquioxan-Systeme, die bei Raumtemperatur fest sind, aber oberhalb von 110 °C ein reversibles Schmelzverhalten aufweisen und sich wie Thermoplaste verhalten. Nach dem Schmelzen können sie bei 200°C verfestigt werden, was zu einer irreversiblen Aushärtung des Materials führt. Sie werden durch Kondensationsreaktionen von organisch modifizierten Di- und Trialkoxysilanen gebildet.

Herkömmliche Melting Gele sind hochgradig unpolare Verbindungen mit hauptsächlich Alkyl- und aromatischen Substituenten an den Siliciumatomen. Dies macht sie zwar für verschiedene Anwendungen nützlich, aber eine Erhöhung der Polarität dieser Materialien kann ihr Potenzial erheblich erweitern. Ein polareres Schmelzgel könnte als Beschichtungsmaterial für polarere Oberflächen dienen, die Biokompatibilität für medizinische Anwendungen verbessern und die elektrische Leitfähigkeit für den Einsatz in elektronischen Geräten oder künstlichen Muskeln verändern.

Im Rahmen der Dissertation sollen neue funktionalisierte Melting Gele synthetisiert und charakterisiert werden. In einem ersten Schritt versuchen wir, heterozyklische und homozyklische fünfgliedrige Ringe in die Siloxanstruktur einzubauen. Die Verwendung von fünfgliedrigen Ringen, einschließlich solcher, die Stickstoff-, Sauerstoff- und Schwefelatome enthalten, zielt darauf ab, die Polarität des Materials zu erhöhen und gleichzeitig die physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften der resultierenden Polymere zu verändern.