Erforschung funktionaler Schichten aus Polymerbürsten

Schematische Darstellung einer Polymerbürste

In Polymerbürsten werden die Molekülketten so dicht auf eine Oberfläche gepfropft, dass sie sich strecken müssen und abstehen wie Borsten. Je nach Art des Polymers können sie Wasser, Kalk oder andere Stoffe anziehen oder abstoßen.

Gleich beides kann eine Bürste aus zwei Polymerarten mit entgegengesetzten Eigenschaften. Die binären Polymerbürsten brauchen jedoch zusätzlich einen "Schalter", damit sie wissen, wann sie was tun sollen. "Wir schalten sie durch Veränderung der Temperatur oder des pH-Werts", erklärt Manfred Stamm vom Dresdner Leibniz-Institut für Polymerforschung. "Nur die jeweils 'angeschaltete' Polymerart zeigt Wirkung, denn nur sie kann ihre 'Borsten' ausstrecken."

Das hat praktische Anwendungen: Mit einer Beschichtung aus binären Polymerbürsten könnte beispielsweise ein Surfanzug Wasser bei 5 Grad Celsius abweisen und bei 25 Grad als angenehme Erfrischung durchlassen.

Bis es so weit sein kann, geht es aber noch um Grundlagenforschung: Welche Polymerarten und „Schalter“ eignen sich am besten? Tun die Bürsten tatsächlich das, was sie sollen? Ob sich die Polymerbürsten wie gewünscht schalten lassen, erproben die Wissenschaftler an Proteinen und anderen Nanopartikeln.

Ist das Projekt erfolgreich, könnte es Auswirkungen in der Gewebezüchtung haben, denn bestimmte Proteine bilden die Basis zum Züchten künstlichen Gewebes. Sind die Bürsten "an", können sich die Proteine auf ihnen ablagern, das Gewebe darauf in Ruhe wachsen. Zum Schluss muss es jedoch irgendwie wieder entfernt werden. "Bei den bisher verwendeten Methoden erfolgt die Ablösung auf chemischem Wege, wobei das künstliche Gewebe geschädigt werden kann", erklärt Petra Uhlmann. "Mit den schaltbaren Polymerbürsten wäre es einfacher: eine simple Änderung der Temperatur oder einer anderen Umgebungsbedingung - und das gezüchtete Hautgewebe oder Blutgefäß löst sich von allein und lässt sich problemlos ernten."

COMPAMED.de; Quelle: ISAS - Institute for Analytical Sciences