Biomimetische Bildung von Dünnfilmen an Lipid-Monoschichten

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der biomimetischen Mineralisierung unter LANGMUIR-Filmen. Dafür wird das Kristallisationsverhalten von Calciumcarbonat als das am häufigsten in der Natur vorkommenden Biomineral betrachtet. Die Mineralisierung von Calciumcarbonat wird sowohl an der Luft/Wasser- als auch an der Öl/Wasser-Grenzfläche untersucht. Das Ziel der Erforschung der Grundlagen der Biomineralisation ist ein besseres Verständnis der Mechanismen, die zur Bildung von Knochen und anderen in der Natur vorkommenden anorganischen Strukturen führen. Aus diesem Verständnis ergeben sich vielfältige Anwendungen in der Medizin, der Medizintechnik bis hin zur Paläontologie (s. 1.2). Weiterhin wird die Mineralisierung von Eisenoxiden an der Luft/Wasser-Grenzfläche untersucht. Als Grundlage hierfür dienen die aus der Untersuchung der biomimetischen Mineralisierung von Calciumcarbonat gewonnenen Erkenntnisse. Die Betrachtung der Eisenoxide ist vor allem in Hinblick auf die zahlreichen technischen Anwendungen interessant. Die Prozesse der Biomineralisation spielen sich auf verschiedenen Größenskalen ab. Aus den Wechselwirkungen zwischen Molekülen, Grenzflächen und Nanopartikeln ergeben sich nanostrukturierte Objekte, welche insgesamt makroskopische Ausmaße annehmen können. Somit eröffnet die Erforschung der Biomineralisation Wege zur Herstellung neuer Materialien und Werkstoffe, vor allem in der Nanotechnologie. Die Methodik dieser Arbeit bedient sich der Methoden der Kolloid- und Grenzflächenchemie und betrachtet und beurteilt die durchgeführten Experimente aus dieser Perspektive. Hierdurch sollen die klassischen anorganischen oder materialwissenschaftlichen Herangehensweisen an diese Thematik ergänzt und erweitert werden.