Transport, Dynamik und Phasenverhalten weicher Materie unter Nanokonfination

Die nanoskalige Konfination verändert das Verhalten weicher Materie erheblich, von der Polymer-Kristallisation bis zur Lipid-Selbstorganisation. In dieser Mini-Übersicht fassen wir die jüngsten Fortschritte zusammen, wie die Konfination den molekularen Transport, die Kristallisation, die Dynamik und das Phasenverhalten in zwei unterschiedlichen Medien beeinflusst: starre Konfination in anorganischen Nanoporen und weiche Konfination in lipiden Mesophasen. Im ersten Teil betonen wir den Polymertransport und die Dynamik in starren Nanoporen und heben hervor, wie die Ketten-Topologie (linear, sternförmig, hyperverzweigt) die konfinierten Kristallisations- und Relaxationsdynamiken bestimmt. Im zweiten Teil wenden wir uns lipiden Mesophasen als biomimetischen, weichen Konfinierungsmedien zu, wo Phasenübergänge und molekularer Transport eng mit Hydratation und Grenzflächeninteraktionen verbunden sind. Gemeinsam zeigen diese Studien, dass die Effekte der Konfination nicht nur aus der Geometrie, sondern auch aus den Oberflächeninteraktionen resultieren und dass ihr Zusammenspiel die Struktur und Dynamik der konfinierten Materie bestimmt. Das Verständnis dieser Prinzipien eröffnet Möglichkeiten für Anwendungen in der Medikamentenabgabe, Kryo-Enzymologie und der Nanofabrikation funktioneller Materialien und Geräte.