Mit sichtbarem Licht induzierte Polymerisationen zum Polymer-Schreiben in mesoporösen Schichten

Das Ziel dieser Arbeit war es, eine präzise asymmetrische, sowie automatisierte Mesoporenfunktionalisierung unter Nutzen von hochauflösenden Mikroskopie-Techniken zu entwickeln. Hierfür wurden unterschiedliche, mit sichtbarem Licht induzierte Polymerisationen auf ihre Eignung untersucht, wobei sich insbesondere zwei Polymerisationen als vielversprechend herausgestellt haben. Sowohl eine Photoelektronen-/Energieübertragungs (engl.: photo electron / energy transfer, PET)-RAFT Polymerisation mit dem RAFT Reagenz 2-(Dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropansäure (DDMAT), als auch eine Iniferter-initiierte Photopolymerisation mit N,N(diethylamino)dithiocarbamoylbenzyl(trimethoxy)silan (SBDC). Diese Polymerisationen wurden hinsichtlich ihrer Polymerisationsbedingungen untersucht und so optimiert, dass eine Übertragung auf einen automatisiert schreibenden Laser (405 nm) in einem hochauflösenden Fluoreszenzmikroskop möglich wurde. Darüber hinaus konnten beide Polymerisationen für eine Re-Initiierung der Polymerisation und damit zur Bildung von Block-co-Polymeren während des automatisierten Schreibens im Mikroskop genutzt werden. Durch die gezielte Nutzung von Porenfüllgraden und Re-Initiierung konnte zudem eine in z-Richtung asymmetrische Polymerverteilung durch Nutzung der PET-RAFT mit DDMAT demonstriert werden.

The aim of this work was to allow precise asymmetric, as well as automated mesopore polymer functionalization (polymer writing). For this purpose, different visible light-induced polymerizations were investigated for their suitability, and two polymerizations in particular proved to be promising: a photoelectron/energy transfer (PET)-RAFT polymerization with the RAFT agent 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropanoic acid (DDMAT), and an iniferter-initiated photopolymerization with N,N(diethylamino)dithiocarbamoylbenzyl(trimethoxy)silane (SBDC). These polymerizations were studied with respect to their polymerization conditions and optimized to allow transfer to an automated laser (405 nm) in a high-resolution fluorescence microscope. In addition, both polymerizations could be used to re-initiate polymerization and thus form block-co polymers during automated writing using the microscope. Furthermore, by selectively using pore filling degrees and re-initiation, an asymmetric polymer distribution in the z-direction could be demonstrated by using PET-RAFT with DDMAT.