Optische Sensoreigenschaften neuer innovativer Materialien: Interaktion von photoaktiven Copolymeren mit fluoreszierenden Nanopartikeln zur Erstellung lichtempfindlicher Hydrogel-Filme

Diese Arbeit untersucht die Verwendung von zwei photoaktiven Polymeren, die mit Quantenpunkten (QDs) (ZnS und CdTe/ZnS) funktionalisiert sind, um durch ihre Interaktionen optische Sensorsysteme in Form von Hydrogel-Filmen zu entwickeln. Es werden ihre Reaktionen auf Lichtstimuli für potenzielle biologische Anwendungen untersucht. Die optischen und morphologischen Eigenschaften der Filme wurden analysiert, wobei photoaktive Oberflächen sichtbar wurden. Die photoaktiven Copolymere wurden auf Basis von Poly(maleinanhydrid-alt-2-methyl-2-buten), P(MAn-alt-2MB), und Poly(maleinanhydrid-alt-1-octadecend), P(MAn-alt-OD), durch Anheften des photochromen Wirkstoffs 1-(2-hydroxyethyl)-3,3-dimethylindolin-6-nitrobenzo pyran (SP) synthetisiert. Anschließend wurden QD-Nanopartikel (ZnS oder CdTe/ZnS NPs) in die Polymerlösungen in Anwesenheit eines Vernetzungsagents integriert und dann unter geeigneten Bedingungen auf Glassubstrate spin-beschichtet, um poröse, gemusterte Filme zu erzeugen. Diese Filme wurden mit einem einphasigen, bioinspirierten Prozess namens „Breath Figure (BF)“-Methode hergestellt. SEM-Bilder von QD-haltigen Proben zeigen eine photoaktive poröse Oberfläche, die aus synergistischen Wechselwirkungen zwischen den Komponenten resultiert. Die Umkehrbarkeit dieser makroskopischen Eigenschaften ist auf photoinduzierte Transformationen auf molekularer Ebene zurückzuführen. Die lichtemittierenden Eigenschaften der Filme wurden durch blaue und violette Fluoreszenz unter UV-Licht charakterisiert. Fortschritte in der Filmherstellungstechnik ermöglichen die Schaffung funktioneller Strukturen mit wichtigen Anwendungen, wie z. B. mikrostrukturierten Hydrogel-Filmen für biologische Zwecke.