Funktionale Oberflächen in mikrofluidischen Systemen

Biologische Systeme besitzen einzigartige und durch die Evolution optimierte Eigenschaften, welche für Bereiche der Materialwissenschaften von besonderem Interesse sind. Eine dieser Eigenschaften ist die Möglichkeit der hochpräzisen molekularen Erkennung. Bei verschiedenen Krankheiten und Stoffwechselstörungen wie Alzheimer und Diabetes Typ II manifestiert sich diese in der pathologischen Bildung peptidischer supramolekularer Strukturen, welche als amyloide Ablagerungen mikroskopisch sichtbar werden. Die Nachstellung und Untersuchung dieser Bildungsprozesse im Labor und ihre Simulation am Computer mit der Zielstellung der Nutzung dieser molekularen Erkennungsmechanismen für die Herstellung technisch relevanter Systeme an Oberflächen ist im Forschungsschwerpunkt „Hybride Bionanomaterialien“ verankert.

Dreidimensional mikrostrukturierter Polymermaterialien können durch Selbstorganisation als auch definierte Strukturierungsprozesse hergestellt werden. Strahlenchemische Methoden spielen für beide Varianten der Herstellung eine entscheidende Rolle. Selbstorganisation ist ein Grundprinzip, welches für die Synthese poröser und makroporöser Materialien mit einem hohen Oberflächen/Volumen-Verhältnis eingesetzt wird, entsprechende Systeme eignen sich als Wirkstoffträger, Filter oder Materialien für die regenerative Medizin. Definierte Oberflächenstrukturen in Polymermaterialien lassen sich über Formgebung erzeugen. Strahlenchemische Replikationen und der sogenannte Cryodruck sind Verfahren, welche es hierbei ermöglichen, multifunktionale Mikrosystemkomponenten im anwendungsnahen Forschungsumfeld zu realisieren.