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Selbstorganisierende Blockcopolymere auf COC-Basis für Nanostrukturierte Materialien
Ein Forschungsteam aus Taiwan hat erfolgreich ein neuartiges Blockcopolymer aus einem cyclischen Olefincopolymer (COC) und Polycaprolacton (PCL) synthetisiert. Die Materialien zeigen eine ausgeprägte Selbstorganisation auf Nanoskala – mit Potenzial für strukturierte Anwendungen in Hightech-Bereichen.
Cyclische Olefincopolymere (COC) zeichnen sich durch hohe Transparenz, thermische Stabilität und geringe Feuchtigkeitsaufnahme aus. Aufgrund dieser Eigenschaften sind sie bereits in zahlreichen technischen Anwendungen etabliert – insbesondere in Optik, Medizintechnik und Mikrofluidik. Eine neue Studie zeigt nun, wie sich COC durch gezielte Funktionalisierung in Blockcopolymere überführen lässt, die sich zu nanostrukturierten Materialien selbst organisieren können.
Die Forschenden synthetisierten ein COC-block-Polycaprolacton (COC-b-PCL) über einen metallocenkatalysierten Kettenübertragungsmechanismus, der die Einführung einer Hydroxylgruppe am Kettenende des COC ermöglicht. Diese funktionalisierte COC-Kette diente anschließend als Makroinitiator für eine lebende Polymerisation von ε-Caprolacton. So entstand ein Blockcopolymer mit gut kontrollierter Blocklängenverteilung.
Lesetipp: Polyester und Alkydharze
Polyester und Alkydharze gehören zu den vielfältigsten und wichtigsten Stoffklassen der Lackchemie, ihr Einsatz als Bindemittel ist längst etabliert. In der neuen, überarbeiteten Auflage „Polyester und Alkydharze“ geht Ulrich Poth detailliert auf Aufbau, Struktur und Eigenschaften dieser bedeutenden Bindemittelgruppen ein und unterzieht bisherige Erkenntnisse auf dem Gebiet einer kritischen Betrachtung. Den modernen Lackentwickler:innen zeigt er Rechenansätze und Wege auf, Polyester und Alkydharze in Versuchsplänen zu formulieren und systematisch zu variieren.
Potenzial für geordnete Nanostrukturen
Besonders hervorzuheben ist die Fähigkeit des COC-b-PCL, sich in definierte Nanostrukturen zu organisieren. Die Selbstassemblierung beruht auf der Inkompatibilität der beiden Blöcke und eröffnet neue Möglichkeiten für die gezielte Strukturierung auf der Nanoskala – etwa für Anwendungen in Elektronik, Sensorik oder Oberflächentechnologien.
Die Kombination aus den bekannten Eigenschaften von COC und der Verarbeitbarkeit von PCL könnte für künftige Materialkonzepte in funktionalen Beschichtungen oder als Trägersysteme in biobasierten Anwendungen von Bedeutung sein.
Quelle: Chuang, Y.-C., Su, J.-W., Sung, Y.-C. et al.: Synthesis and self-assembly of a diblock copolymer consisting of a cyclic olefin copolymer and polycaprolactone, Polymer Chemistry, Issue 18, 2025. DOI: 10.1039/D4PY00000K
