Aktuelle Trends zur Anwendung von Metallopolymeren

09.04.2018

Aktuelle Trends zur Anwendung von Metallopolymeren

Mit der Entdeckung von Ferrocen Mitte des 20. Jahrhunderts wurde nicht nur die Metallorganische Chemie revolutioniert. Auch mit Blick auf die Polymerwelt tragen Metallopolymere im Allgemeinen und speziell Ferrocen-haltige Polymere eine immer größer werdende Rolle. Als Hintergrund für die zunehmende Bedeutung können die redox-schaltbaren, optischen und katalytischen Eigenschaften des Ferrocens aufgeführt werden. Dabei stellt speziell die Synthese von nicht nur einfachen Homopolymeren eine teils immense Herausforderung dar, sondern auch deren Charakterisierung mittels polymeranalytischer Methoden. Darüber hinaus bieten Blockcopolymere sowie oberflächenverankerte Metallopolymer-Architekturen wegen ihrer herausragenden strukturbildenden Eigenschaften auf der Nanometerskala sowohl in der Bulk-Phase, wie auch in Lösung ein immenses Potential für eine Vielzahl von Anwendungen. Hierzu zählen bspw. schaltbare – sogenannte smarte – Oberflächen, Materialien zur Stofffreisetzung (Drug-Release, Self-Healing), redox-aktive Membranen oder auch photonische Materialen.

In einem von Dr.-Ing. Markus Gallei, Gruppenleiter in der Makromolekularen Chemie, und Christian Rüttiger kürzlich veröffentlichten Review-Artikel werden die Herausforderungen zur Synthese hin zu definierten Metallopolymer-Architekturen mittels unterschiedlichster Polymerisationsmethoden anhand aktueller Beispiele der letzten Dekade zusammengefasst. Dabei finden speziell die kontrolliert radikalischen Polymerisationsmethoden, aber auch die „echte lebenden“ Polymerisationen Anwendung. Über grafting-from und grafting-to Strategien werden zudem Beispiele für auf Oberflächen immobilisierte Ferrocen-haltige Polymere diskutiert, welche speziell mit Hinblick auf die redox-schaltbare Benetzbarkeit an dichten Grenzflächen oder gar in Nanoporen ein enormes Potential für neue Anwendungen zeigen. Darüber hinaus werden Anwendungsmöglichkeiten auf Basis redox-responsiver Kolloide und Mizellen an ausgewählten Beispielen diskutiert. Als besonderes Highlight werden neue Ansätze zur Wasseraufreinigung und zur selektiven Separation von Ionen basierend auf redox-steuerbaren Elektrodenmaterialien sowie als schaltbare photonische Materialen dargestellt.

Der Review-Artikel wurde kürzlich in der renommierten Zeitschrift Chemistry – A European Journal zur Publikation angenommen:

Recent Trends in Metallopolymer Design: Redox-Controlled Surfaces, Porous Membranes, and Switchable Optical Materials Using Ferrocene-Containing Polymers – Chem. Eur. J., 2018, accepted • DOI: 10.1002/chem.201800412

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