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SELBSTORGANISIERTE BLOCKCOPOLYMERE

Dr. Andriy Horechyy

Gruppenleiter Selbstorganisierte Blockcopolymere
am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.

Hohe Strasse 6
01069 Dresden

Tel: +49 (0)351 4658-324
Fax: +49 (0)351 4658-281
E-mail: horechyy@ipfdd.de

 

 

Leitgedanke

Unsere Gruppe verwendet Blockcopolymere und Nanokomposite in Form von Bulk-Strukturen, dünnen Filmen, Mizellen, Kern-Schale und Yolk-Shell-Partikeln als Bauelemente für die Herstellung verschiedener funktioneller Materialien mit potenzieller Anwendung in der Katalyse und Wasserreinigung, als optische und magnetische Materialien, usw.

Unsere Aufgabe...

Blockcopolymere (BCP) sind faszinierende und in gewisser Hinsicht einzigartige Materialien, die sich selbst zu zahlreichen geordneten Nanostrukturen zusammenlagern. Unsere Forschungsgruppe konzentriert sich auf das Design und die Herstellung von nanostrukturierten Hybridmaterialien und Nanokompositen auf BCP-Basis mit den gewünschten Eigenschaften und Parametern. Diese Hybridmaterialien haben eine breite Palette möglicher Anwendungen, wie katalytische Nanoreaktoren, Wasserreinigung, Nanosensoren, optische Wellenleiter, Superkondensatoren und viele andere. Wir verwenden sogenannte Soft-Templating-Methoden, bei denen BCP als Gerüste für den Einbau von Additiven und/oder als Templates für die Steuerung von Funktionalisierungsprozessen dienen. Unsere Forschungsobjekte umfassen BCP-Bulk-Strukturen, dünne Filme, und Kolloide. Synthesemethoden zur Herstellung solcher Hybride sind sehr unterschiedlich. Beispielsweise können die selbstorganisierten BCP als Gerüste für die kontrollierte Positionierung vorsynthetisierter Nanofüllstoffe verwendet werden. Andernfalls werden die selbstorganisierten BCPs als strukturdirigierende Templates für die Synthese anorganischer Gegenstücke verwendet (In-situ-Methoden). Schließlich, verschiedene Kombinationen von diversen verschiedener Synthesemethoden sind auch möglich, die zusätzliche Wege zu Mehrkomponenten-Hybriden mit mehreren Funktionalitäten und in verschiedenen Morphologien wie z.B. Kern-Schale, Yolk-shell, oder Hohlpartikeln, Nanofasern und Nanoröhren usw. bietet. Wir verwenden eine Vielzahl von Analysemethoden, um unsere Systeme zu untersuchen und zu charakterisieren. Wir konzentrieren uns auch auf grundlegende Aspekte selbstorganisierender Phänomene in solch komplexen Mehrkomponentensystemen, um die Prozesse, die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zu verstehen und ihr Verhalten vorherzusagen.

Profilgebende Projekte

  • DFG-DST: Electrospun Nanofibers with Embedded Yolk-Shell Particles for Catalytic Applications. (03/2017-02/2022) (in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. B. Nandan, Prof. Dr. R. Srivastava, IIT Delhi).

Kollaborationen

  • Dr. P. Formánek (advanced TEM, EDX), M. Göbel (SAXS & WAXS), Dr. P. Uhlmann (PB2)
  • Dr. E. Bittrich (spektroskopische Ellipsometrie) (PB1)
  • Dr. J. Meier-Haack (Brennstoffzellenmembran) (PB3)
  • Prof. Bhanu Nandan, Prof. Rajiv Srivastava, IIT Delhi, India
  • Dr. Jaroslaw Paturei, University of Silesia, Poland
  • Dr. Iryna Yevchuk, NAS of Ukraine, Ukraine

Ausgesuchte Publikationen

  • Singh, S.; Horechyy, A.; Yadav, S.; Formanek, P.; Hübner, R.; Srivastava, R. K.; Sapra, S.; Fery, A.; Nandan, B. Nanoparticle-stabilized perforated lamellar morphology in block copolymer/quantum dot hybrids. Macromolecules 2021, 54, 1216-1223.
    DOI: 10.1021/acs.macromol.0c02639
  • Zhyhailo, M.; Horechyy, A.; Meier-Haack, J.; Formanek, P.; Malanin, M.; Arnhold, K.; Schneider, K.; Yevchuk, I.; Fery, A. Proton conductive membranes from covalently cross-linked poly(acrylate)/silica interpenetrating networks. Macromol. Mater. Eng. 2021, 306, 2000776.
    DOI: 10.1002/mame.202000776
  • Horechyy, A.; Paturej, J.; Nandan, B.; Jehnichen, D.; Gobel, M.; Reuter, U.; Sommer, J. U.; Stamm, M. Nanoparticle assembly under block copolymer confinement: The effect of nanoparticle size and confinement strength. J. Colloid Interface Sci. 2020, 578, 441-451.
    DOI: 10.1016/j.jcis.2020.05.115
  • Shajkumar, A.; Nandan, B.; Sanwaria, S.; Albrecht, V.; Libera, M.; Lee, M. H.; Auffermann, G.; Stamm, M.; Horechyy, A. Silica-supported Au@hollow-SiO2 particles with outstanding catalytic activity prepared via block copolymer template approach. J. Colloid Interface Sci. 2017, 491, 246-254.
    DOI: 10.1016/j.jcis.2016.12.051
  • Sanwaria, S.; Horechyy, A.; Wolf, D.; Chu, C.-Y.; Chen, H.-L.; Formanek, P.; Stamm, M.; Srivastava, R.; Nandan, B. Helical packing of nanoparticles confined in cylindrical domains of a self-assembled block copolymer structure. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9090-9093.
    DOI: 10.1002/anie.201403565