Im Jahr 2022 liegt der Fokus der EDC auf „Interface Interactions: Experiment & Modeling“. Wir wollen uns mit der experimentellen und theoretischen Untersuchung von Grenzflächen z.B. in Schäumen und Emulsionen befassen und hierbei auf Aspekte wie Grenzflächenstabilität, Transportprozesse und Wechselwirkungen an Grenzflächen eingehen.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Um wässrige (polare) und ölige (nichtpolare) Phasen zu einer homogenen, transparenten Phase zu mischen, benutzt man üblicherweise Tenside (Emulgatoren). Dabei entstehen mizellare Strukturen und bei höheren Tensidkonzentrationen auch flüssigkristalline Phasen. Alternativ kann man zum Mischen von Öl und Wasser auch sogenannte Hydrotrope wählen, wie zum Beispiel SXS oder SCS, manchmal genügt auch Ethanol. Allerdings benötigt man meist viel höhere Konzentrationen an Hydrotrop als an Tensid, um homogene, transparente Lösungen zu bekommen. Auf der anderen Seite haben Tenside auch Nachteile, es kann zum Schäumen kommen oder sie beeinflussen die Produkteigenschaften negativ. Lange Zeit war es ausgemacht, dass Hydrotrope keine Mizellen bilden können oder sonstige Strukturen mit Grenzflächen zwischen der öligen und der wässrigen Pseudophase. Doch stimmt das nicht immer. Wir konnten zeigen, dass selbst Ethanol Grenzflächen zwischen öligen und wässrigen Aggregaten in einer makroskopisch homogenen, transparenten Mischung ausbilden kann. Solche “weichen”, unstrukturierten Grenzflächen können entscheidend für chemische und biochemische Reaktionen sein. Zum Beispiel können in solchen hydrotropen Mischungen Emulsions/Mikroemulsionspolymerisationen durchgeführt werden, mit Kontrolle des Wachstums und der finalen Größe der Polymere, genauso wie in klassischen Systemen bei Anwesenheit von Tensiden. Der Vorteil ist aber, dass das finale Produkt eben keinerlei Tenside enthält. Eine weitere Anwendung ist das Feld von chemischen (und biochemischen) Reaktionen, bei denen Grenzflächen benötigt werden, an denen Katalysatoren angereichert werden können, bei denen aber Tenside stören würden. Also eine Art „mizellarer Katalyse“ ganz ohne Tenside.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Die Steuerung dynamischer Grenzflächenprozesse in Mehrkomponentensystemen, die sich nicht im Gleichgewicht befinden, ist eine wichtige grundlegende und praktische Aufgabestellung. Die vorgestellten Forschungsarbeiten zeigen das Potenzial einzigartiger funktioneller Eigenschaften flüchtiger amphiphiler Verbindungen (Aromamoleküle), wie z. B. eine hohe dynamische Oberflächenaktivität im Millisekundenbereich sowie die Fähigkeit, in Sekundenschnelle von der Oberfläche in die Gasphase zu desorbieren, für die Optimierung der dynamischen Prozesse der Oberflächenbildung. Einblicke in das Verhalten an den Grenzflächen flüchtiger Tenside (z.B. der ungesättigten Terpenalkohole Linalool, Geraniol, Nerol und des aromatischen Alkohols Benzylacetat (BA)) sowie deren Mischungen mit konventionellen Tensiden werden durch dynamische und statische Tensiometriestudien gewonnen. Anwendungsbeispiele sind Miniemulsionspolymerisation, Benetzungs- und Ausbreitungsphänomene, Tintenstrahldruck, Stabilisierung von Emulsionen sowie die Bewertung der Freisetzung von Duftstoffen aus Kosmetik- und Wellnessformulierungen. Beispielsweise wurde eine erfolgreiche Miniemulsions-Copolymerisation von Sojabohnenmonomer auf Pflanzenölbasis mit Styrol in Systemen durchgeführt, die durch Mischungen aus konventionellem Tensid Natriumdodecylsulfat (SDS) und BA als Co-Tensid stabilisiert wurden. Bei einer Substitution mit BA bis zu 70 % der ursprünglichen SDS-Menge bleiben die Hauptparameter der Polymerisation (Umsatz, Ausbeute, Koagulat) unverändert, während die durchschnittlichen Abmessungen der Latexe mit zunehmendem BA-Anteil von etwa 100 auf 300 nm ansteigen. Weiterhin korrelieren die rheologischen Eigenschaften und die Duftstofffreisetzung von thixotropen Öl-in-Wasser-Emulsionen mit dem Herstellungsverfahren, was den Einbau von Aromamolekülen in die Grenzflächenschicht bestätigt. Schließlich haben hochauflösende Benetzungsexperimente gezeigt, dass je nach Zeitskala des Prozesses und der Konzentration des zugesetzten flüchtigen Tensids dieses das Ausbreitungsverhalten von wässrigen Formulierungen entweder beschleunigen oder verzögern kann. Die hier berichteten Ergebnisse sollen vielfältige Anwendungen von flüchtigen Amphiphilen in der Materialwissenschaft und -herstellung ermöglichen.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Assoziative Verdicker bestehen typischerweise aus einem langen hydrophilen Polymerblock (“A”), der zwei hydrophobe Endgruppen trägt ("Sticker", “B”) mit der Struktur BAB. Um neue Eigenschaftsprofile zu erschließen, untersuchen wir amphiphile Blockcopolyacrylamide mit unsymmetrischer Blockstruktur BAB* als neue Strukturen, die als Endgruppen sowohl einen tensidartigen permanent hydrophoben Sticker B als auch einen thermoresponsiven "schaltbaren" polymeren Sticker B* tragen. Oberhalb des Trübungspunktes des responsiven B*-Blocks können sich die ursprünglich gebildeten Kugelmizellen („hairy micelles“) entweder durch Rückfaltung des A-Blocks in sogenannte „flower-like“ Mizellen umlagern oder durch Verbrückung verschiedener Mizellen dynamische mizellare Netzwerke bilden. Um die Wirkungsweise solcher Polymerstrukturen zu erhellen, haben wir doppelt-markierte Polymere synthetisiert, die einen Naphthalimid-Farbstoff im permanenten hydrophoben Sticker enthalten sowie einem Cumarin-Farbstoff am schaltbaren Kettenende. Der effiziente Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) in diesem Fluorophorenpaar ermöglicht es, Rückfaltungs- und Verbrückungsprozesse infolge des thermisch induzierten Phasenübergang des B*-Blocks zu unterscheiden. Die temperaturabhängige Aggregation der Polymer in wässriger Lösung und in o/w Mikroemulsion wird mit Fluoreszenz-, Trübungs- und Streumethoden verfolgt. Die Ergebnisse zeigen, wie die chemische Struktur der verschiedenen Polymerblöcke das Phasenverhalten, Selbstorganisation und Rheologie beeinflussen.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Die Untersuchung von Kohlendioxid (CO2) als nachhaltige Ressource ist von grundlegendem Interesse für Forschung und industrielle Anwendungen. Es kann als Baustein in chemischen Verbindungen wie Polymeren oder Tensiden verwendet werden. Der Austausch der im tonnenmaßstab produzierten Ethylenoxid (EO)-Einheiten in nichtionischen EO-Tensiden durch CO2 kann die Nachhaltigkeit erhöhen und natürliche und fossile Ressourcen einsparen. Ähnlich interessant bietet die Einführung von CO2 einen neuen Parameter zur Anpassung der physiochemischen Eigenschaften von nichtionischen Tensiden, der eine bessere Anpassung an bestimmte Anwendungsanforderungen und dadurch einen sparsameren Verbrauch ermöglicht und möglicherweise sogar Wege für neuartige Formulierungen eröffnet. Die Möglichkeit, den CO2-Gehalt zu verwenden, um die Eigenschaften in verschiedenen Formulierungen abzustimmen, z. B. Mikroemulsionen, Nanoemulsionen, Makroemulsionen und Tensidgele wurden unter Verwendung industriell relevanter Öle (Dekan, Isopropylpalmitat, Bis(2-ethylhexyl)carbonat) mit unterschiedlicher Polarität untersucht. Der Einfluss der CO2-Gruppen auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften dieser Systeme wurde durch Lichtstreuung (LS), Grenzflächenspannungsmessungen (IFT), Leitfähigkeitsmessungen und Fluoreszenzbildgebung untersucht. Es ist ersichtlich, dass der Einsatz CO2-haltiger Tenside zu anderen Ergebnissen führt als Systeme mit reinen EO-Tensiden. Funding: Dieses Projekt ist Teil von “DreamResourceConti” (033R222C) und ist gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Forschungsschwerpunkts “r+Impuls – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Impulse für industrielle Ressourceneffizienz”.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Nanoporen sind eine Schlüsselkomponente in verschiedenen Technologien, die von der Ölförderung über die Trennung und Sensorik bis hin zur Stabilisierung von Enzymen und Freisetzung reichen. Die Performance von Nanoporen beruht zu einem großen Teil auf dem geringen Abstand zwischen den Porenwänden, als fest-flüssig Grenzfläche. Trotz des zunehmenden Verständnisses von Nanoporeneigenschaften und damit der Rolle der Grenzflächennähe und des sogenannten räumlichen Confinemente, bleibt der Performanceunterschied zwischen technischen und biologischen Poren im Hinblick auf den Transport eine Herausforderung. In diesem Vortrag wird insbesondere die Rolle der Benetzbarkeit von Nanoporen und die Ladungsregulation in Nanoporen im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Porenzugänglichkeit und den Transport von Nanoporen beleuchtet. Die Benetzbarkeit und Ladung von Nanoporen wird durch molekulare oder polymerbasierte Funktionalisierung gesteuert. In diesem Zusammenhang werden der Einfluss des Polymertyps, der Einfluss des räumlichen Confinements auf den pKa-Wert sowie Strategien zur Einstellung und Schaltung der Nanoporenbenetzbarkeit und der Benetzungsübergänge funktionalisierter mesoporöser Siliziumdioxidfilme diskutiert. Insbesondere wird die Rolle des Confinements sowie die der Verdampfung und Kondensation bei nanoskaligen Porengrößen und dünnen Filmen herausgearbeitet.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research / Home Care, Detergents, Enzymes Sowohl Enzyme als auch Tenside sind wesentliche Inhaltsstoffe des Waschmittels und beide Komponenten bestimmen die Waschleistung. Die Stabilisierung von Enzymen in Flüssigwaschmitteln ist eine Herausforderung. In flüssigen Systemen befinden sich Enzyme in unmittelbarer Nähe zu anderen Waschmittelbestandteilen und können leicht durch einen hohen Tensidgehalt oder Chelatbildner oder Lösungsmittel denaturiert werden. Geladene Tenside wie lineares Alkylbenzolsulfonat zeigen eine starke Enzyminaktivierung durch Störung des nativen gefalteten Zustands des Enzyms, während die nichtionischen Tenside nur im Laufe der Zeit eine signifikante Inaktivierung zeigen. Außerdem könnten Proteasen durch Selbstverdauung zerstört werden, was zu einer schlechten Waschleistung bei proteinhaltigen Flecken führt. Fortschritte in der Stabilisierungstechnologie haben die Haltbarkeit von Enzymen in Flüssigwaschmitteln in den letzten zwei Jahrzehnten verbessert. Wir haben mehrere molekulardynamische Simulationen durchgeführt, um die Auswirkungen verschiedener anionischer und nichtionischer Tensidmischungen auf die Enzymaktivität zu untersuchen. Basierend auf molekulardynamischen Daten wurden Experimente geplant, um die Lagerstabilität, Aktivität und Waschleistung des Enzyms im hohen Durchsatz oder der Waschmaschine zu testen. Mit der vorliegenden Arbeit möchten wir einen Weg nach vorne aufzeigen, wie molekulare Modellierung bei der Optimierung der Tensidzusammensetzungen für eine verbesserte Enzymstabilität helfen könnte, was zu einer verbesserten Waschkraft nach der Lagerung führt.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Schäume werden in vielen Bereichen eingesetzt, wie z. B. in Reinigungsmitteln, bei der Brandbekämpfung und in der Lebensmitteltechnologie. Ein elegantes Mittel zur Einstellung der Schaumstabilität ist die Zugabe von Polymeren mit unterschiedlicher Ladung, Amphiphilie oder molekularer Architektur. Die hier vorgestellten Beispiele sind Komplexe aus entgegengesetzt geladenen Tensiden und Polyelektrolyten, Mikrogelpartikel, die auf äußere Stimuli reagieren, sowie Proteine. Um die makroskopischen Schaumeigenschaften zu verstehen, ist es wichtig, einen tieferen Einblick in die verschiedenen Längenskalen zu gewinnen, d. h. in die Strukturierung von Polymeren an der Wasser/Luft-Grenzfläche, in Schaumfilmen, die Luftblasen trennen und in (makroskopische) Schäume. Eine Herausforderung bei der Untersuchung mikrogelstabilisierter Schaumfilme sind ihre massiven Inhomogenitäten, die eine Messung der jeweiligen Schaumfilmdicke erschweren. Um einen Einblick in die Eigenschaften von Schaumfilmen zu erhalten, verwenden wir eine kamerabasierte Thin Film Pressure Balance (TFPB), um mikrogelstabilisierte Schaumfilme im Hinblick auf den Spaltdruck innerhalb des Schaumfilms, die Drainagekinetik und die Schaumfilmstabilität zu untersuchen. Dazu verwenden wir zwei verschiedene Methoden: eine Intensitätsmessung für dünne Filme (Dicke < 100 nm) und eine Farbzuordnungsmethode für farbige dicke Filme. Die Schichtdickenprofile geben Aufschluss über Partikelverbrückung, Agglomeration und Netzwerkbildung in den Schaumfilmen. Um ein vollständiges Bild zu erhalten, liefern Kleinwinkel-Neutronenstreumessungen (SANS) an makroskopischen Schäumen zusätzliche Einblicke in die Beziehung zwischen Schäumen und einzelnen Schaumfilmen. Aufgrund dieser komplexen Struktur ist die Modellierung von SANS-Kurven aus Schäumen eine Herausforderung. Hier wird ein neu entwickeltes Modell für die vollständige Beschreibung dieser SANS-Kurven vorgestellt, das Informationen über die innere Struktur des Schaums liefert. L. Braun, M. Kühnhammer, R. von Klitzing (2020): “Stability of aqueous foam films and foams containing polymers: Discrepancies between different length scales" Current Opinion in Colloid & Interface Science 50 101379.

1. Award Session "Moderiert von Prof. Dr. Birgit Glüsen, TH Köln, University of Applied Sciences" Preis der Fachgruppe 2020 an Dr. Astrid Rohrdanz; Laudatio: Marcus Gast, Umweltbundesamt Dessau-Roßlau GDCh Förderpreis 2022 (Bachelor, Master & PhD) Beste Doktorarbeit: Dipl.-Ing. Dr. techn. Christoph Brudl, claro products GmbH & Technische Universität Graz Titel: "Grün und sauber - ist das möglich? (Entwicklung eines biologisch abbaubaren Hochleistungsgeschirrspülmittels) Abstract: Heutzutage werden Kunden immer umweltbewusster und sind besser informiert denn je. Die EU hat 2017 durch das Verbot von Phosphaten in Geschirrspülmitteln bereits einen ersten Schritt in Richtung Nachhaltigkeit gemacht. Reinigungsmittel-Hersteller reagierten darauf mit einem erhöhten Einsatz von biologisch nicht abbaubaren Polyacrylaten und Phosphonaten in deren Formulierungen. Diese Rohstoffe sind zwar per se nicht giftig, führen aber zu einer vermehrten Verschmutzung der Natur. Das Ziel war daher biologisch abbaubare Polycarboxylate zu testen, um so ein biologisch abbaubares Geschirrspülmittel mit vergleichbarer Performance zu entwickeln. Der Hauptteil der Arbeit widmete sich der Untersuchung und Verhinderung von Belägen auf Geschirr. Nach verschiedensten Formulierungen konnte mit Hilfe modernster Oberflächenanalytik, wie SEM, Raman- und IR-Spektroskopie und XPS, eine Formulierung entwickelt werden, welche die gleiche Performance zeigt wie das derzeitige Benchmark-Produkt am Markt. Weiters konnte mit der Entwicklung eines neuen Silberschutzmittels, die Formulierung noch nachhaltiger gemacht werden, da auf den Einsatz von umweltschädlichen Benzotriazol verzichtet werden konnte. Abschließend wurde die biologische Abbaubarkeit der besten Rezeptur durch einen OECD 301B Test bestätigt. Beste Masterarbeit: Hailey Poole, Universität Stuttgart & Queen’s University Titel: "CO2-schaltbare Schaumtenside" Abstract: : In der Industrie werden Schäume oft für einen Teil eines Prozesses benötigt, können aber in nachgelagerten Prozessen nachteilig sein. Herkömmlicherweise werden Antischaum- und/oder Entschäumungsmittel verwendet, um unerwünschten Schaum zu kontrollieren. Unglücklicherweise verändern diese Zusätze die Zusammensetzung der Schäumlösung, wodurch die Rückgewinnung und Wiederverwendung des Schäummittels verhindert wird. Eine Lösung zur Schaumkontrolle ohne zusätzliche Chemikalien ist die Verwendung eines Moleküls, das zwischen einem Tensid und einem Entschäumer umgeschaltet werden kann. Solche Moleküle werden schaltbare Tenside genannt, sie können zwischen einer Form mit signifikanter Oberflächenaktivität (der "Ein"-Form) und einer Form mit geringerer Oberflächenaktivität oder geringerer Fähigkeit zur Stabilisierung eines Schaums (der "Aus"-Form) umgeschaltet werden. CO2 ist ein vorteilhafter pH-Auslöser für diesen Prozess, da es ungiftig und kostengünstig ist und keine Salzbildung wie Säuren und Basen verursacht. Während die meiste Aufmerksamkeit CO2-schaltbaren Tensiden mit schaltbaren Kopfgruppen galt, haben wir CO2-schaltbare Tenside entwickelt, bei denen die Tensid-Kopfgruppe permanent anionisch, kationisch oder nichtionisch ist und die CO2-reaktive Gruppe in der Mitte der Gruppe platziert ist Kohlenwasserstoffschwanz. Unter Luft ist die CO2-reaktive Gruppe neutral und fungiert als Teil des hydrophoben Schwanzes. Wird diese Form des Moleküls Wasser zugesetzt und Energie zugeführt, entsteht ein stabiler Schaum. In Gegenwart von CO2 wird die auf CO2 ansprechende Gruppe im Schwanz protoniert und reduziert oder stört die amphiphile Natur des Moleküls, was wiederum die Fähigkeit des Moleküls, einen Schaum zu stabilisieren, deaktiviert. Diese Tenside sind in industriellen Anwendungen vorteilhaft, wo Schaum unter Luft benötigt wird. Wenn kein Schaum mehr erwünscht ist, kann dem System CO2 zugesetzt werden, was eine einfachere Nachbearbeitung und Wiederverwertung der Tensidlösung ermöglicht. Beste Bachelorarbeit: Sophia Botsch, University of Stuttgart Titel: "Kugeln werden zu Polyedern: Tenside machen es möglich" Abstract: Die Polymerisation von monodispersen Wasser-in-Monomer-Emulsionen führt zu monodispersen makroporösen Polymeren mit nicht kugelförmigen Poren, die geschichtete Porenwände aufweisen. Wir stellten fest, dass diese Morphologie durch die Diffusion von Tensiden und die Phasentrennung während der Polymerisation verursacht wird. Feste Polymerschäume vereinen die vorteilhaften Eigenschaften von Schäumen und Polymeren. Die resultierenden Materialien sind sowohl leicht als auch isolierend. Allerdings hängen die Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad von der Struktur ab, die sich mit den üblichen Produktionsmethoden für Polymerschäume nicht ohne weiteres anpassen lässt. Die Verwendung von monodispersen Wasser-in-Monomer-Emulsionen als Polymerisationstemplate löst dieses Problem, wirft aber auch eine andere Frage auf: Warum ändert sich die Form der Poren von einem kugelförmigen Templat zu einem polyedrischen Polymerschaum, wenn ein wasserlöslicher Initiator verwendet wird? Wir untersuchten die Morphologie makroporöser Polymere mit unterschiedlichen Tensidmassenanteilen, die aus Emulsionstemplaten polymerisiert wurden. Die Struktur sowie die Größe der Poren und die Dicke der Schichten wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie bestimmt. Darüber hinaus wurde ein ternäres Phasendiagramm erstellt, das die Polymerisation simulierte, um die Reaktion von Monomer/Tensid-Gemischen auf die Polymerisation zu untersuchen. Wir stellten fest, dass die poröse Innenschicht der Wand umso dicker ist, je höher die Tensidkonzentration ist. Dies deutet auf einen Diffusionsprozess überschüssiger Tensidmoleküle in die innere Monomerphase hin, der durch die Phasentrennung zwischen Monomer und Polymer während der Polymerisation verursacht wird. Dieser Prozess führt auch dazu, dass ein Teil der Tensidmoleküle an die Wasser-Monomer-Grenzfläche diffundiert, wodurch sich deren Fläche vergrößert und sich die Porenform von kugelförmig zu polyedrisch verändert. 2. Kurze Einführung der wissenschaftlichen Poster durch die Autoren (EDC) Moderiert von Dr. Felix Müller Datum: Mittwoch, 26. Oktober 2022 Uhrzeit: 12:30 - 13:00 Ort: Auditorium Weitere Informationen zu den Poster-Präsentationen finden Sie auf der Seite: Poster Ausstellung

Lunch-Time Poster Tour mit Autoren(EDC) Datum: Mittwoch, 26. Oktober 2022 Uhrzeit: 13:00 - 14:30 Ort: 2. OG Foyer Language: English Weitere Informationen finden Sie auf der Seite: Poster Ausstellung

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Die Adsorption amphiphiler Moleküle an wässrige Grenzflächen ist in vielen technischen und biologischen Bereichen von Bedeutung, manchmal erwünscht, z.B. zur Stabilisierung von Schäumen, manchmal unerwünscht, z.B. als Kontamination. Atomistische Computersimulationen dienen dem Verständnis der molekularen Mechanismen der Adsorption verschiedener Tenside, von kurzkettigen Alkoholen bis hin zu zweikettigen Lipiden. Kleine Tenside bilden lose Monoschichten und zeigen einen schnellen Austausch zwischen der Grenzfläche und der Volumenphase, welcher in den Simulationen unmittelbar verfolgt werden kann. Tenside mit längeren Alkylketten adsorbieren als dichtere Monoschichten. Sie tauschen im Experiment auf längeren Zeitskalen aus, zu langsam, um in Simulationen erfasst werden zu können, was eine Herausforderung für die molekulare Modellierung darstellt. Die Modellierung dieses Regimes erfordert spezielle Berechnungsmethoden, die Grenzflächen- und Bulk-Phasen durch genaue Bestimmung ihrer chemischen Potenziale miteinander verbinden. Doppelkettige Tenside (auch "Lipide" genannt) tauschen sowohl auf experimentellen als auch auf Simulationszeitskalen nicht zwischen Volumen und Grenzfläche aus. Sie liegen bereits in der Lösung als Doppelschichtaggregate vor und adsorbieren nur unter bestimmten Bedingungen in Form von Monoschichten an Oberflächen. Wie sich herausstellt, ist ein universeller Bestimmungsfaktor für die Adsorption der Benetzungskontaktwinkel der Oberfläche. Nur Oberflächen mit Kontaktwinkeln oberhalb von etwa 60-70° sind in der Lage, Lipidmonoschichten zu binden.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research / Bio-Surfactants In Plasmamembranen von Prokaryoten findet sich ein großer Anteil an Phosphatidylglycerolen. In dieser Studie wird die Rolle geladener Lipide in der Plasmamembran im Hinblick auf die Wechselwirkung des antiviralen Saponins Aescin mit der Membran untersucht. Aescin ist ein natürliches Tensid, das in der Rosskastanie vorkommt und für seine anti-entzündliche, anti-exsudative, anti-ödematöse und venotonische Eigenschaften bekannt ist.[1-3] Kleine unilamellare Vesikel (SUVs) aus 1,2-Dioleoyl-sn-Glycero-3-Phosphoglycerol (DOPG) mit unterschiedlichen Mengen an Aescin werden durch Kleinwinkelneutronen- und Röntgenstreuung (SANS/SAXS) analysiert. Darüber hinaus ist der Lipid-Lipid-Korrelationsabstand von Lipid/Saponin-Mischungen in der SUV-Struktur durch Weitwinkel-Röntgenstreuung (WAXS) zugänglich. Kleinwinkelstreudaten werden mit der Kratky-Porod (KP) und der modifizierten Kratky-Porod (MKP) Methode sowie mit der Guinier-Näherung ausgewertet. Außerdem werden die Daten der Kleinwinkelstreuung auch durch Fourier-Transformation mit dem Softwarepaket GIFT analysiert.[4] Weitwinkelstreudaten werden unter Verwendung von Lorentz-Anpassungen analysiert, um die Kette-Kette-Korrelationsdistanz zu erhalten. Auch bei einem Lipid/Saponin-Verhältnis von 1:1 wird noch eine vollständige Mischbarkeit von DOPG und Aescin festgestellt, wobei die Vesikel stabil bleiben. Dies ist überraschend, da bekannt ist, dass Aescin hämolytische Wirkungen hat und Vesikel aus anderen Lipiden zu Nanodisks abbaut. [1] S. G. Sparg, M. E. Light, J. van Staden., Journal of ethnopharmacology 94 (2-3) (2004), 219–243. [2] C. R. Sirtori, Pharmacological research 44 (2001), 183-193. [3] R. Geisler, C. Dargel, T.Hellweg, Molecules 25(1) (2020), 117. [4] A. Bergmann, G. Fritz, O. Glatter, Journal of Applied Crystallography 33 (2000), 1212-1216.

Sprache: Englisch Raum: Auditorium

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Historische Oberflächen von Kunst- und Kulturgütern sind die Gesichter der Kunstwerke und weisen häufig eine Vielzahl von nutzungs- und umweltbedingten Verschmutzungen auf. Die Reinigung stellt eine Herausforderung bei der Restaurierung der Kunstwerke dar, da für jede Oberfläche ein maßgeschneidertes Reinigungskonzept entwickelt werden muss. Erste Forschungsarbeiten zeigten, dass geschäumte Reinigungsmittel weitaus effizienter reinigen können als ungeschäumte. Mit Schäumen wird nicht nur die Menge der eingesetzten Reinigungsmittel um bis zu 90 % reduziert, sondern auch zusätzliche physikalische Reinigungsmechanismen erzeugt. Diese gilt es zu verstehen und zu nutzen. Insbesondere die Vorgänge an der Kontaktlinie zwischen dem wässrigen Schaum und dem nicht-wässrigen "Schmutz" müssen geklärt werden. In Zusammenarbeit mit der Bayerischen Verwaltung der staatlichen Schlösser, Gärten und Seen, der Universität zu Köln, dem Institut Charles Sadron in Straßburg und der Universität Stuttgart arbeiten wir daran, die verschiedenen Mechanismen bei der schaumbasierten Reinigung zu verstehen und diese für die Entwicklung innovativer Reinigungsmethoden zu nutzen. Wir werden unseren derzeitigen Forschungsstand und unseren Fortschritt auf diesem Gebiet präsentieren, insbesondere die überraschende Beobachtung, dass instabile Schäume besser reinigen als stabile Schäume: Weniger ist mehr!!!

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Wiederholtes Waschen und normale Abnutzung können die Festigkeit und das Aussehen von Textilien beeinträchtigen. Daher wurden verschiedene Inhaltsstoffe und Verfahren entwickelt, um den Lebenszyklus von Textilien zu verlängern. Textilien werden sowohl aus synthetischen als auch aus natürlichen Quellen gewonnen, die unterschiedliche chemische Zusammensetzungen aufweisen. Daher kann es eine schwierige und ressourcenintensive Aufgabe sein, kompatible und nachhaltige Inhaltsstoffe zu finden, die die gewünschten Pflegeeigenschaften erfüllen. Angesichts der Marktnachfrage nach nachhaltigen Produkten in der Körperpflegeindustrie hat der Einsatz digitaler Technologien als ressourceneffizientes Werkzeug enorm zugenommen. Bei Ashland sind wir stolz auf die Implementierung und den Einsatz von Modellierung zur Verbesserung unserer Innovationspipeline. Das Team für digitale Innovationen hat in unserem In-silico-Labor fortschrittliche Simulationsmethoden implementiert, um Einblicke in die Probleme unserer Zielbranchen zu gewinnen und diese zu lösen. Hier präsentieren wir verschiedene Skalen der molekularen Modellierung, um die einzigartigen molekularen Wechselwirkungen von Wirkstoffen mit repräsentativen Textilien aufzudecken. Wir heben nachhaltige Technologien der nächsten Generation hervor, die wichtige Pflegeeigenschaften von Textilien wie Farbschutz, Vergrauungsschutz und Verstärkung verbessern. Für den Farbschutz und die Verfestigung werden mit Hilfe von Molekulardynamiksimulationen, die alle Atome umfassen, die Grenzflächenwechselwirkungen der Inhaltsstoffe mit der Textiloberfläche aufgeklärt. Für den Vergrauungsschutz decken grobkörnige Molekulardynamiksimulationen den komplexen Mechanismus der Wiederanlagerung verschiedener Verschmutzungen auf der Textiloberfläche auf. In allen Fällen werden die vorgeschlagenen molekularen Modelle durch Anwendungsexperimente validiert.

Spoken Language: English Category: Fundamental Research Der Nutzen von Detergenzien für Anwendungen definiert sich aus deren Polarität und Form. Bisher gibt es keine Möglichkeit beide Parameter systematisch über einen großen chemischen Raum hinweg zu skalieren. Die Folge: Unabhängig von der Anwendung werden optimale Detergenzien empirisch bestimmt. Das kann Zeit und Kosten von Projekten in die Höhe treiben. Hier wird diese Herausforderung durch die Einführung skalierbarer Hybrid-Detergenzien angegangen. Zuerst wird kombinatorische Synthese eingesetzt, um die schnelle Präparation von Hybrid-Detergenzien zu ermöglichen. Hybrid-Detergenzien unterscheiden sich graduell in Bezug auf ihre Polarität und Form. Anschließend werden etablierte theoretische Modelle angewendet, um graduelle Übergänge in Polarität und Form mathematisch abzubilden, wie zum Beispiel durch HLB-Werte (HLB, englisch, Abkürzung für hydrophilic-lipophilic-balance) und Packungsparameter. Um den Nutzen dieses Know-hows zu veranschaulichen, werden Hybrid-Detergenzien für die Lösung einer medizinrelevanten Fragestellung angewendet: Ist die Struktur oder die Konzentration von Detergenzien ausschlaggebend für die Erhaltung der Funktion von Proteinen bei der Reinigung aus Biomembranen? Ergebnisse, die im Kontext der Membranproteinforschung gezeigt werden, veranschaulichen das enorme Potenzial der Skalierbarkeit von Polarität und Form von Hybrid-Detergenzien für den Erfolg von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Diese Arbeit liefert einen Zugang zu einem bisher unerforschten Teil vom Detergentom (Gesamtheit aller Detergenzien) und bildet das Fundament für eine neue Art zu denken bei der Gestaltung des Designs von Detergenzien. Strukturelle Skalierbarkeit wird die Optimierung von Detergenzien für herausfordernde Anwendungen in der Zukunft vereinfachen.

Wissenschaftliche Poster Session mit Autoren inkl. Award Zeremonie (EDC) Datum: Mittwoch, 26. Oktober 2022 Uhrzeit: 17:10 - 17:30 Ort: 2. OG Foyer Language: English Weitere Informationen finden Sie auf der Seite: Poster Ausstellung