Core-shell nanoparticle microgel hybrids as smart carriers for catalysis

核壳纳米颗粒微凝胶混合物作为催化智能载体

基本信息

项目摘要

Hybrids made of nanoparticles, proteins and smart colloidal core-shell microgels as carrier particles have high potential for applications in catalysis and biocatalysis. Acrylamide based microgels exhibit a so-called volume phase transition at the lower critical solution temperature granting them the name smart microgels. Besides their applications, the target particles of this project are interesting model systems to study properties of such smart system. Moreover, they are interesting model systems for the study of fundamental problems in colloid science. The project presented here aims at the synthesis and study of new core-(multi-)shell materials belonging to this class with the major target to create multifunctional systems. In more detail, the project deals with hybrids made of carriers with a core-(multi-)shell structure comprising e.g. a magnetic core covered by one or two stimulus sensitive polymer network shells. In preliminary work, we were able to show that the catalytic activity of nanoparticles embeded in core-shell particles made of two responsive polymers can be switched of completely. In the present project the inner polymer-shell will be subsequently functionalized with catalytically active nanoparticles distributed statistically inside the responsive network. This concept will also be used to produce bio-nano-polymer hybrids. For this purpose it is necessary to develop synthetic approaches allowing to chemically couple nanoparticle or enzymes to the inner polymer polymer-shell of the hybrids.
由纳米颗粒、蛋白质和智能胶体核壳微凝胶作为载体颗粒制成的杂化物在催化和生物催化方面具有很高的应用潜力。基于丙烯酰胺的微凝胶在较低临界溶液温度下表现出所谓的体积相变,因此被称为智能微凝胶。除了它们的应用之外,该项目的目标粒子是有趣的模型系统,用于研究此类智能系统的特性。此外,它们是研究胶体科学基本问题的有趣模型系统。这里提出的项目旨在合成和研究属于此类的新型核-(多)壳材料,其主要目标是创建多功能系统。更详细地说,该项目涉及由具有核(多)壳结构的载体制成的混合体,其中包括例如被一个或两个刺激敏感聚合物网络壳覆盖的磁芯。在初步工作中,我们能够证明嵌入由两种响应聚合物制成的核壳颗粒中的纳米颗粒的催化活性可以完全切换。在本项目中,内部聚合物壳随后将通过统计分布在响应网络内部的催化活性纳米粒子进行功能化。这一概念也将用于生产生物纳米聚合物混合物。为此目的,有必要开发允许将纳米颗粒或酶化学偶联至杂化物的内部聚合物聚合物壳的合成方法。

项目成果

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Improved Smart Microgel Carriers for Catalytic Silver Nanoparticles
改进的催化银纳米颗粒智能微凝胶载体
  • DOI:
    10.1021/acsomega.8b03511
  • 发表时间:
    2019-03-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Timo Brändel;Viktor Sabadasch;Yvonne Hannappel;T. Hellweg
  • 通讯作者:
    T. Hellweg
Synthesis of smart dual-responsive microgels: correlation between applied surfactants and obtained particle morphology.
智能双响应微凝胶的合成:应用的表面活性剂与获得的颗粒形态之间的相关性
  • DOI:
    10.1039/c9sm00690g
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    L. Wiehemeier; T. Brändel; Y. Hannappel; T. Kottke; T. Hellweg
  • 通讯作者:
    T. Hellweg
Core-shell microgels as thermoresponsive carriers for catalytic palladium nanoparticles.
核壳微凝胶作为催化钯纳米颗粒的热响应载体。
  • DOI:
    10.1039/d0sm00433b
  • 发表时间:
    2020-06-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Viktor Sabadasch;Lars Wiehemeier;T. Kottke;T. Hellweg
  • 通讯作者:
    T. Hellweg
Tuning the Swelling Properties of Smart Multiresponsive Core-Shell Microgels by Copolymerization
通过共聚调节智能多响应核壳微凝胶的溶胀性能
  • DOI:
    10.3390/polym11081269
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    T. Brändel; M. Dirksen; T. Hellweg
  • 通讯作者:
    T. Hellweg
Microphase separation of smart double-responsive copolymer microgels studied by local fluorescence probes
局部荧光探针研究智能双响应共聚物微凝胶的微相分离
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2017.07.074
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    T. Brändel; L. Wiehemeier; T. Kottke; T. Hellweg
  • 通讯作者:
    T. Hellweg
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