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Aminosäurebasierte EPD verbessert die Abscheidung von Polymeren und Verbundfolien
Eine neuartige Methode, bei der L-Arginin anstelle von anorganischen Alkalien verwendet wird, verbessert die elektrophoretische Abscheidung (EPD) von Poly(acrylsäure), mit Wirkstoffen beladenen Polymeren und organisch-anorganischen Verbundwerkstoffen erheblich.
Forschende haben einen neuen, durch Aminosäuren unterstützten Ansatz für die elektrophoretische Abscheidung (EPD) entwickelt, der eine effiziente Herstellung von Polymer- und Verbundbeschichtungen ermöglicht. In einer in Progress in Organic Coatings (Band 200, März 2025) veröffentlichten Studie wurde L-Arginin (LARG) als biokompatible Alternative zu herkömmlichen anorganischen Alkalien zur Solubilisierung von Poly(acrylsäure) (PAH), Ibuprofen (IBUH) und Titandioxid (TiO₂) für die Abscheidung verwendet.
Dieses Verfahren ermöglicht dicke, glatte und rissfreie Beschichtungen sowohl von PAH als auch von PAH-basierten Verbundfilmen, einschließlich PAH-IBUH- und PAH-TiO₂-Systemen. LARG verbessert nicht nur die Filmhaftung – es erreicht eine 5B-Klassifizierung nach ASTM D3359–17 –, sondern erhöht auch die Abscheidungsraten. So erreichte die Ibuprofen-Beladungsrate zu Beginn des EPD-Prozesses 0,85 µg cm⁻² s⁻¹. Diese Ergebnisse deuten auf ein erhebliches Potenzial für pharmazeutische und biomedizinische Anwendungen hin.
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Organisch-anorganische Hybridbeschichtungen aus stabilisierten Suspensionen
Neben Arzneimittel-Polymer-Verbundstoffen untersuchten die Forschende auch die hydrothermale Synthese von TiO₂-Nanopartikeln unter Verwendung von LARG. Die resultierenden Suspensionen ermöglichten die gleichmäßige Abscheidung von organisch-anorganischen Verbundfilmen mit vielversprechenden strukturellen und mechanischen Eigenschaften. Der Erfolg dieser Technik eröffnet neue Möglichkeiten für die EPD komplexer Funktionsbeschichtungen auf Basis nachhaltiger und ungiftiger Inhaltsstoffe.
Die Studie liefert eine Grundlage für die Erforschung anderer Aminosäuren oder biobasierter Moleküle als funktionelle Verarbeitungshilfsstoffe in der EPD, insbesondere dort, wo Biokompatibilität oder Umweltsicherheit von entscheidender Bedeutung sind.
Quelle: Sikkema, R. & Zhitomirsky, I. Amino acid aided electrophoretic deposition of poly(acrylic acid) polymer and composites, Progress in Organic Coatings, Band 200, März 2025, 108993.
