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  5. Influence of Nanoconfinement on the pKa of Polyelectrolyte Functionalized Silica Mesopores
 
  • Details
2020
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Influence of Nanoconfinement on the pKa of Polyelectrolyte Functionalized Silica Mesopores

File(s)
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Hauptpublikation
admi.201901914.pdf
CC BY-NC 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 1.7 MB
TUDa URI
tuda/7714
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-199152
DOI
10.26083/tuprints-00019915
Autor:innen
Brilmayer, Robert
Kübelbeck, Sonja
Khalil, Adnan
Brodrecht, Martin
Kunz, Ulrike
Kleebe, Hans‐Joachim ORCID 0000-0001-8850-1771
Buntkowsky, Gerd ORCID 0000-0003-1304-9762
Baier, Grit
Andrieu‐Brunsen, Annette ORCID 0000-0002-3850-3047
Kurzbeschreibung (Abstract)

Functionalized ordered mesoporous materials are relevant in technologies, such as drug release, sensing, and separation. To design functionality, the silica framework can be functionalized with responsive molecules or polymers. Often, the pH value in those hybrid materials determines performance. Even though pH/pKa differences between polymers in bulk solutions and nanoscale confinement have been observed, the influence of confinement on pH- and pore filling dependent polyelectrolyte oligomer chain charge has yet not been investigated systematically. Here, mesoporous silica films are functionalized with (2-dimethylamino)ethyl methacrylate) (DMAEMA) and 2-(methacryloyloxy)ethyl phosphate (MEP) oligomers using photoiniferter initiated polymerization. This approach allows a controlled and environmentally friendly mesopore functionalization in water. The obtained oligomer functionalized pores are tunable with respect to pore filling. For both, poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) (PDMAEMA) and poly(2-(methacryloxy)ethyl phosphate) (PMEP), the charge generation inside mesopore confinement is significantly delayed toward harsher pH conditions resulting in pKa shifts of 1–2 pH units. Polymer amount and ionic strength show to further influence the pKa of PDMAEMA in mesopores. The technological importance of the pH value in confinement and its effect on enzyme stabilization is demonstrated. Lipase from Aspergillus oryzae loses its activity upon encapsulation in silica nanoparticles at pH values where the enzyme is stable in bulk solution.

Sprache
Englisch
Forschungsprojekte und Grants
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C04: Dynamische Benetzungssteuerung und der Einfluss auf ionischen Stofftransport in mesoporöse Filme
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Materials Interfaces
Jahrgang der Zeitschrift
7
Heftnummer der Zeitschrift
7
ISSN
2196-7350
Verlag
Wiley
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2020
Verlags-DOI
10.1002/admi.201901914
PPN
50340943X
Zusätzliche Links (Verlag)
https://www.wiley.com/en-us

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