Project

Das Projekt untersucht Wechselwirkungen zwischen geladenen Polymeren, sogenannten  Polyelektrolyten, und festen Substraten. Bei verschiedenen Anwendungen kommen oft negativ geladene Substrate vor, und die verwendeten Polyelektrolyte weisen ebenso eine negative Ladung auf. Obwohl man erwarten würde, dass in einer solchen Situation die Polyelektrolyte mit dem Substrat kaum wechselwirken, können solche Wechselwirkungen durch Zugabe von mehrwertigen Ionen induziert werden. Beispielsweise trifft man diese Situation in der Wasseraufbereitung an. Negativ geladene Ton-Teilchen können aus dem Abwasser durch Zugabe von negativ geladenen Polyelektrolyten und von einem Eisensalz entfernt werden. Die Eisen-Ionen fördern die Adsorption von Polyelektrolyten, was eine Bildung von großen Teilchenaggregaten induziert, die dann durch Sedimentation abgetrennt werden können. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, den Mechanismus dieser Vorgänge zu klären, und die Wechselwirkungen zwischen gut-definierten Polyelektrolyten mit gleichgeladenen Substraten in Gegenwart von mehrwertigen Ionen zu untersuchen. Dabei werden Lösungseigenschaften durch Lichtstreuung untersucht, Adsorption der Polyelektrolyte durch Reflexionstechniken, und Wechselwirkungskräfte zwischen solchen Substraten durch Kraftmikroskopie. Die Ergebnisse des Projekts werden in der wissenschaftlichen Forschung wie auch in der Industrie von Bedeutung sein.

The project focuses on interactions between charged polymers, so-called polyelectrolytes, and solid substrates. In various applications, the substrates are negatively charged and the polyelectrolytes equally bear a negative charge. While one would expect that the polyelectrolytes do not interact with the substrate, such interactions can be induced by adding multivalent ions. One encounters this situation in water purification, for example. One can removes negatively charged clay particles from waste water by adding negatively charge polyelectrolytes and an iron salt. The iron ions promote the adsorption of the polyelectrolytes, inducing formation of large particle aggregates, which can then be separated by sedimentation. The present project aims to clarify of the mechanism of these processes, and will study interaction of well-defined polyelectrolytes with like-charged substrates in the presence of multivalent ions. In particular, solution properties will be investigated by light scattering, adsorption of the polyelectrolytes by reflectivity techniques, and interaction between such substrates by atomic force microscopy. The project results are expected to have impact in academia and industry.