Neue Wege zu Nanoteilchen : Wie bringt man einzelne Moleküle dazu, sich zu Nanoteilchen zusammenzulagern?

Die Bildung von Nanoteilchen im Sinne eines „bottom-up“ Ansatzes durch die Selbstaggregation kleiner Bausteine ist in den letzten Jahren zunehmend in den Blickpunkt des Interesses gerückt. Neben den seit vielen Jahrzehnten bekannten klassischen Nanostrukturbildnern werden in letzter Zeit verstärkt kleine, niedermolekulare Bausteine als Ausgangspunkt für die Synthese von selbstassemblierten Nanoteilchen untersucht. Wir beschäftigen uns in unserer Forschung vor allem mit der Ionenpaar-vermittelten Selbstassemblierung kleiner Zwitterionen. Schaltbare Materialien, die auf ihre Umgebung reagieren, stellen interessante Ausgangspunkte für mögliche zukünftige Anwendungen zum Beispiel im Bereich des Wirkstofftransportes oder der Funktionsmaterialien dar.
Self-assembly of small building blocks can lead to the formation of large nanostructures in a so called “bottom-up” approach. Besides classical amphiphilic polymers or tensides, which have been known to form nanostructures in solution for a long time, recently new types of vesicle builders have been invented and have come more and more into focus. For example, we have developed a new class of self-complementary zwitterions which form stable ion paired aggregates, even in polar solution. Depending on the structure and chemical features of such zwitterions, we were able to obtain different types of nanostructures such as vesicles, nanospheres and linear supramolecular polymers with a length of up to 100 nm and more. The advantage of this supramolecular approach is that the formation of the nanostructures can be controlled externally. For example, our systems can be triggered by the pH of the solution. Nanostructures are formed only within a certain pH range; otherwise individual monomers are present in solution. Such switchable materials, which can correspond to changes in their surrounding, might be of interest for applications e.g. for drug delivery of functional materials.
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