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Molekular-Dynamik-Simulationen von Polymerbürsten-Doppelschichten

Methoden: Molekular-Dynamik-Simulationen, Polymertheorie


Wenn Polymere mit einem Kettenende an einer Wand verankert werden und die Dichte der verankerten Ketten hoch genug ist, stoßen sich die einzelnen Polymere ab und sind somit gezwungen, sich von der Wand wegzustrecken. Ein System aus zwei aufeinandergepressten, polymerbürstenbeschichteter Oberflächen kann daher relativ große Normalkräfte tragen. Diese Fähigkeit spielt in einigen biologischen Systemen eine wichtige Rolle und erlaubt technische Anwendungen, wie z.B. die Stabilisierung kolloidaler Dispersionen gegen Phasenseperation bei der Herstellung von Farben oder die Konstruktion künstlicher Knie- oder Hüftgelenke mit sehr geringem Abrieb.

Die theoretische Beschreibung der Normalkraft als Funktion des Abstands und der molekularen Parameter der Bürsten ist in der Literatur uneinheitlich, d.h. es gibt mehrere miteinander konkurrierende Theorien. Zur Untersuchung des Sachverhalts sollen Molekular-Dynamik-Simulationen durchgeführt und gegebenenfalls neue theoretischen Ansätze entwickelt werden.

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Dr. Torsten Kreer
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