Nanoskopische Bildgebung der Vernetzungsdichte in Polymernetzwerken mittels Diarylethen‐Photoschaltern

Abstract

Die nanoskopische In‐situ‐Bildgebung weicher Polymerstrukturen ist für das Verständnis der Zusammenhänge von Struktur, Eigenschaften und Funktionalität im nm‐Bereich entscheidend. Die Vernetzung von Polymerketten legt die viskoelastischen Eigenschaften eines Gels fest, und die Korrelation zwischen mechanischen Eigenschaften und der Verteilung und Menge an Vernetzern ist für Anwendungen und ein elementares Verständnis von Polymeren auf der molekularen Ebene relevant. Hier wird eine auf superauflösender Fluoreszenzmikroskopie basierende Methodik zur Visualisierung und Quantifizierung von Vernetzungspunkten in Polymersystemen vorgestellt. Ein neuartiger Diarylethen‐Photoschalter mit stark fluoreszierender geschlossener und nicht‐fluoreszierender offener Form wird als photoschaltbarer Vernetzer in ein Polymernetzwerk eingebaut. Seine photophysikalischen Eigenschaften, sein Schaltverhalten und seine hohe Photostabilität machen ihn zu einem idealen Kandidaten für photoaktivierte Lokalisationsmikroskopie. Als Anwendungsbeispiel wurden pNIPAM‐Mikrogele untersucht, die bekanntlich hohe Variationen in ihrer internen Vernetzungsdichte aufweisen.