Biologische Grenzflächen und Holografie
Unsere Motivation
Unsere Gruppe untersucht die Wechselwirkung von Meerersorganismen (Biofouler) mit künstlichen Oberflächen um die Kolonisierungsstrategien zu verstehen und langfristig toxische anti-fouling Beschichtungen für Unterwasserapplikationen zu ersetzen. Da die EU-Kommission Beschichtungen, die das giftige Tributylzinn enthalten auf dem Markt bereits verboten hat und auch Einschränkungen für weitere toxische Inhaltsstoffe (z.B. Kupfer oder organische Biozide) diskutiert werden, sind die Firmen gezwungen umweltverträgliche Lösungen zu entwickeln.
Biofouling an Schiffsrümpfen
Oberflächenmodifikation
Wir verfolgen einen rationalen Ansatz bei dem die Eigenschaften einer Beschichtung mit anti-fouling oder foul-release Aktivität in Verbindung gebracht werden. Dafür modifizieren wir systematisch die Oberflächeneigenschaften und untersuchen den Einfluss spezifischer Oberflächenchemien und -morphologien auf ihr antifouling Potential. Um Eigenschaften wie Oberflächenenergie, Hydration, Ladung oder Entropie zu variieren, kommt Selbsassemblierung auf der Grundlage von Silanen oder Thiolen zum Einsatz. Zusätzlich können Biomakromoleküle an solche Grundmatrizes gekoppelt werden um inerte Eigenschaften zu generieren. Bioinspirierte Morphologien werden aus selbst assemblierenden Strukturen hergestellt (z.B. layer by layer Anwendungen mit Polyelektolyten).
Änderung der Oberflächeneigenschaften durch Selbstassemblierung und bioinspirierte Oberflächenmorphologien
Um die erfolgreiche Anwendbarkeit der Coatings zu prüfen werden in unserer Gruppe eine Reihe von oberflächenanalytischen Methoden angewendet. Die chemische Zusammensetzung und die Dicke des Films werden durch Photoelektronenspektroskopie, spektrale Ellipsometrie und Infrarot Spektroskopie (IRRAS) quantifiziert. Die Eigenschaften bezüglich der Benetzbarkeit der Oberflächen werden durch Kontaktwinkel Goniometrie charakterisiert. Um die Struktur und die mechanischen Eigenschaften zu analysieren findet die Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und die Licht- bzw. konfokale Mikroskopie Verwendung. Durch Quarzkristall-Mikrowaage, spektrale Ellipsometrie und Oberflächenplasmonenresonanz (SPR) können die Wechselwirkungen einer Oberfläche mit biologischen Makromolekülen überwacht werden.
Diese Arbeiten werden gefördert von
ONR
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ONR (Office of Naval Research)
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BioInterfaces
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BioInterfaces Program
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| Titel | Autor | Quelle |
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| Physicochemical properties of (ethylene glycol)-containing self-assembled monolayers relevant for protein and algal cell resistance | Schilp, S. / Rosenhahn, A. / Grunze, M. / Pettitt, M. / Callow, M. / Bowen, J. / Callow, J. (2009) |
Langmuir 25 (2009), 17, 10077 |
| The role of inert surface chemistry in marine biofouling prevention | Rosenhahn, A. / Schilp, S. / Kreuzer, H. / Grunze, M. (2010) |
Phys. Chem. Chem. Phys. 12 (2010), 4275 |
| The zeta potential of motile spores of the green alga Ulva linza and the influence of electrostatic interactions on spore settlement and adhesion strength | Rosenhahn, A. / Finlay, J. / Pettitt, M. / Ward, A. / Wirges, W. / Gerhard, R. / Callow, M. / Grunze, M. / Callow, J. (2009) |
Biointerphases 4 (2009), 1, 7-11 |
| pH Amplified Exponential Growth Multilayers: A Facile Method to Develop Hierarchical Micro- and Nanostructured Surfaces | Fu, J. / Ji, J. / Shen, L. / Küller, A. / Rosenhahn, A. / Shen, J. / Grunze, M. (2009) |
Langmuir 25 (2009), 672-675 |
| Interaction of zoospores of the green alga Ulva with bioinspired micro- and nanostructured surfaces prepared by polyelectrolyte layer-by-layer self assembly | Cao, X. / Pettitt, M. / Wode, F. / Arpa-Sancet, M. / Fu, J. / Ji, J. / Callow, M. / Callow, J. / Rosenhahn, A. / Grunze, M. (2010) |
Advanced Functional Materials 20 (2010), 1984 |
| Resistance of polysaccharide coatings to proteins, hematopoietic cells and marine organisms | Cao, X. / Pettitt, M. / Henry, S. / Wagner, W. / Ho, A. / Clare, A. / Callow, J. / Callow, M. / Grunze, M. / Rosenhahn, A. (2009) |
Biomacromolecules 10 (2009), 907 |