Newsletter 2/2015 - DWI - RWTH Aachen University
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Newsletter 2/2015 - DWI - RWTH Aachen University
Newsletter 2/2015 Aachen, 17. September 2015 Liebe Mitglieder und Freunde des DWI, Dear Members and Friends of DWI! im zweiten Newsletter dieses Jahres berichten wir über aktuelle Highlights aus unserer Forschung und anstehende Veranstaltungen wie die KármánKonferenz in Vaals und die Aachen-Dresden International Textile Conference. With this second newsletter of the year we would like to inform you about current highlights as well as upcoming events, such as the Kármán conference in Vaals and the Aachen-Dresden International Textile Conference. Aachen-Dresden International Textile Conference: Bio-Boosting Today‘s Technology Aachen-Dresden International Textile Conference: Bio-Boosting Today‘s Technology 26.-27. November 2015, Aachen November 26-27, 2015, Aachen Die 9. Aachen-Dresden International Textile Conference richtet ihren Blick auf eine Schlüsselfrage der zukünftigen Technologieentwicklung: Wie können wir von den Funktionsprinzipien der Natur lernen und sie nutzen und wie können wir unsere ‚künstlichen‘ Technologien in den Einklang mit der Natur bringen? Im Hinblick auf Faser-, Film- und Textiltechnologien geht es bei dieser Konferenz um spezifische, schrittweise Entwicklungen, aber auch um komplett neue Ansätze im Bereich der Fasertechnologie, der flexiblen Elektronik – Energie aus Licht, um bio-basierte Komponenten und Biotechnologie sowie um bio-inspirierte Leichtbau-Konstruktionen. The 9th Aachen-Dresden International Textile Conference addresses a key question of the future technology development: How can we learn and take advantage of biological principles and how can we tune man-made technology to be in balance with nature? Weitere Informationen und Anmeldung unter http://www.aachen-dresden-itc.de/ http://www.aachen-dresden-itc.de/ Aachen, Dresden und Denkendorf führen die International Textile Conference gemeinsam in die Zukunft Aachen, Dresden and Denkendorf, together, lead the International Textile Conference into the Future Schon seit 2007 veranstalten die Textilforschungsinstitute in den Regionen um Aachen und Dresden gemeinsam die AachenDresden International Textile Conference. Mit einer überragenden Besucherzahl von 700 Teilnehmern bei der letzten Veranstaltung gilt die Konferenz als eine der wichtigsten Textilkonferenzen in Europa. Ab 2016 werden sich nun auch die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) an der Organisation der Veranstaltung beteiligen. Die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference wird ab 2016 jährlich im Wechsel jeweils an einem der drei Standorte stattfinden. Der Veranstaltungsort für die Konferenz im November 2016 ist Dresden. Zudem werden die Organisatoren auch das Deutsche Fachkolloquium Textil mit variierenden Leitthemen als nationales Pendant einführen. Gastgeber für die erste Veranstaltung im Frühling 2016 wird Denkendorf sein. Since 2007 the textile research institutes of the regions of Aachen and Dresden have jointly organized the Aachen-Dresden International Textile Conference. With boasting over 700 participants most recently, this conference counts as one of the most important textile conferences in Europe. Starting in 2016, the German Institutes of Textile and Fiber Research, Denkendorf (DITF) will also be a co-organizer. Thus, the Aachen-DresdenDenkendorf International Textile Conference will take place on a yearly alternating basis at one of the three sites. Venue for the upcoming conference in November 2016 will be Dresden. Parallel to the International Textile Conference, the organizers will respectively launch the German Textile Colloquium as a national pendant with changing special themes. Host for the first event in spring 2016 will be Denkendorf. With regard to fiber, film and textile technology we address specific and step-by-step as well as disruptive new developments in the fields of fiber technology, flexible electronics – energy from light, bio-based building blocks and biotechnology, bioinspired lightweight constructions. For further information and registration please visit Copyright Bildleiste links (von oben nach unten): Peter Winandy, Jörg Stanzick (Carpus & Partner), Forschungskuratorium Textil e.V., Janine Hillmer (DWI), Bundesamt für zentrale Dienste und offene Vermögensfragen (BADV), Bilderberg Kasteel Vaalsbroeck, Phatcharin Tha-in Impressum: DWI - Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e. V. Forckenbeckstr. 50, 52074 Aachen; Tel. +49 (0)241/80-233-00, Fax ++49 (0)241/80-233-01 [email protected], www.dwi.rwth-aachen.de; verantwortlich: Dr. Janine Hillmer DWI Newsletter 2/2015 Ausblick: Die Kármán-Konferenz in Vaals 11.-15. Oktober 2015, Kasteel Vaalsbroek Das Max-Planck-Institut für intelligente Systeme (Prof. Dr. Joachim Spatz), die RWTH Aachen University (Prof. Dr. Walter Richtering) und das DWI werden im Oktober gemeinsam die Kármán-Konferenz veranstalten. Die Diskussionsveranstaltung wird in den historischen Gebäuden des Kasteel Vaalsenbroeck (Vaals/NL) vom 11. bis zum 15. Oktober stattfinden und ein inspirierendes Programm mit exzellenten Vorträgen bieten. Das Leitthema der Veranstaltung „From Molecular Materials to Complex Adaptive Molecular Systems“ wird seinen Fokus auf den Übergang vom Verstehen bzw. Vorhersagen von Eigenschaften zum rationalen Design komplexer, adaptiver Materialsysteme legen. Weitere Informationen finden Sie unter www.karman-conference.de Upcoming event: The Kármán Conference in Vaals October 11-15, 2015, Kasteel Vaalsbroek The Max Planck Institute for Intelligent Systems (Prof. Dr. Joachim Spatz), the RWTH Aachen University (Prof. Dr. Walter Richtering) and the DWI jointly organize the Kármán Conference for the first time this October. The discussion meeting takes place in the historical buildings of Vaalsbroek Castle (Vaals / NL) and will be featuring a highly inspiring program with an excellent set of speakers. The main topic of the conference will be ‘From Molecular Materials to Complex Adaptive Molecular Systems‘ and the focus will be on the transition from understanding and predicting properties towards the rational design of material systems that qualify for being complex and adaptive. For further information, please visit www.karman-conference.de Aspiring Scientists win LANXESS Talent Awards 2015 July 19, 2015, DWI Nachwuchswissenschaftler erhalten LANXESS Talent Awards 2015 19. Juni 2015, DWI Auch in diesem Jahr haben die LANXESS Deutschland GmbH, die RWTH Aachen University und das DWI im Juli wieder gemeinsam eine Summer School veranstaltet. Sie wurde 2012 vom DWI und der RWTH Aachen University ins Leben gerufen und fand nun schon zum dritten Mal statt. Die Summer School bietet eine Plattform für Doktoranten mit den Forschungsschwerpunkten „Advances in Polymer Materials“ und „Innovations in Process Engineering“. Von den zehn Finalisten, die ihre Forschungsergebnisse präsentierten, wurden zwei Doktoranden für ihre herausragenden Leistungen während der Promotion mit den „LANXESS Talent Awards 2015“ ausgezeichnet: Tina Löbling von der Universität Bayreuth und Tim Femmer von der Aachener Verfahrenstechnik erhielten jeweils mit 4.000 € dotierte Preise. Die Teilnehmer der Summer School bekamen mit Vorträgen von Dr. Dirk Müller, Leiter der Forschung und Entwicklung des LANXESS-Bereichs PTSE, und Dr. Thomas Früh, Senior-Wissenschaftler innerhalb des gleichen LANXESS-Bereichs, außerdem einen exklusiven Einblick in die Forschungs- und Entwicklungsarbeit bei LANXESS. Rursee-Doktoranden Seminar 22.-24. Juli 2015, Worriken Das Rursee-Doktoranden Seminar, organisiert von Promotionsstudenten für Promotionsstudenten, Projektleiter und Professoren, brachte dieses Jahr 27 Teilnehmer aus verschiedensten Arbeitsgruppen des DWI zusammen. Das Seminar erhielt seinen Namen durch seinen ersten Veranstaltungsort und bietet seither seinen Teilnehmern eine gute Möglichkeit, sich in kleiner Runde über aktuelle Forschungsarbeit auszutauschen und Ergebnisse zu diskutieren. Dieses Jahr traf man sich im Juli für drei Tage am Bütgenbacher See in Worriken, Belgien. Neben zwölf Vorträgen von verschiedenen Teilnehmern kam natürlich auch die Freizeitgestaltung nicht zu kurz. So veranstaltete das Team einen gemeinsamen Grillabend und unternahm eine Kajaktour über den Bütgenbacher See. Anschließend konnten die Teilnehmer ihre Fähigkeiten im Bogenschießen und Klettern erproben. Dr. Robert Kaufmann rundete die Veranstaltung am letzten Morgen mit einem Abschlussvortrag über XPS-Analytik ab. In June, the LANXESS Germany GmbH, the RWTH Aachen University and the DWI have once again jointly organized the DWI/RWTH Summer School. It was initiated in 2012 and was now organized for the third time. The Summer School provides a platform for PhD students with a research focus on “Advances in Polymer Materials” and “Innovations in Process Engineering”. Two of the ten finalists, who were invited to present their research, were granted with the “LANXESS Talents Award 2015“ for extraordinary accomplishments during their doctorate: Tina Löbing from the University of Bayreuth and Tim Femmer from the Aachener Verfahrenstechnik, RWTH Aachen University, each received a 4000 € award. With talks given by Dr. Dirk Müller, manager of the department for research and development of the LANXESS PTSE and Dr. Thomas Früh, Senior-Scientist in the same field, the participants also had the opportunity to gain an exclusive insight into the research and development of LANXESS. Rursee Postgraduate Seminar July 22-24 2015, Worriken This year, the Rursee Postgraduate Seminar, organized by postgraduates for postgraduates, project leaders and professors, gathered 27 participants of various research groups at DWI. The seminar, named after its first venue, provides an opportunity for all participants to talk about latest research and discuss conclusions in an informal setting. This year, the meeting took place at the Bütgenbacher See in Worriken (Belgium) in July and lasted for three days. In addition to the scientific sessions, there was time for recreational activities, such as barbecuing and canoeing at Bütgenbacher Lake. Also, the participants had the opportunity to test their skills in archery and climbing. On the last day, Dr. Robert Kaufman concluded the event with a final lecture on XPS-Analytics. 2 DWI Newsletter 1/2015 Aktuelle Forschungs-Highlights – Current Research Highlights Was hat das DWI mit der Euromünze mit dem blauen Ring zu tun? Where is the link between DWI and the new Euro coin with the blue polymer ring? Nach jahrelanger Entwicklung wird die Bundesregierung nun die ersten Münzen mit einem innovativen Sicherheitsmerkmal prägen lassen, zunächst als 5-Euro-Sammlermünze ‚Planet Erde‘. Wie die 1-Euro- und die 2-Euro-Münze besteht die Münz-Neuheit aus einem äußeren Ring und einer darin eingeschlossenen ‚Pille‘. Neu im Vergleich zu den bekannten Euromünzen ist ein blau schimmernder, teilweise lichtdurchlässiger Ring, der den Übergang vom Rand zur Pille bildet. Dieser Ring ist nicht nur ein Meilenstein in der Gestaltung von Münzen, sondern ermöglicht auch völlig neue Sicherheitskennzeichnungen. Um die hohen Anforderungen für eine Münze, die jahrelang durch Myriaden Hände wandert, zu erfüllen, musste die für die Technologie des Polymerrings verantwortliche Arbeitsgruppe bei dieser speziellen Münze gänzlich neue Wege gehen. In der Arbeitsgruppe wirkten neben Dr. Peter Huber (Münzleiter der Staatlichen Münzen Baden-Württemberg) und Günther Waadt (Leiter des Bayerischen Hauptmünzamts) Vertreter der Deutschen Bundesbank, von Crane Payment Innovation (CPI) / European Vending Association und des Rondenherstellers Saxonia mit. Das DWI ist hier der Partner, der die nötige Polymerkompetenz einbringt. Das betrifft die Entwicklung der im Prägeprozess einzusetzenden Polymere, die Stabilität und das Einbinden neuer Sicherheitsmerkmale. Die eigentliche Innovation sind dabei die vielfältigen neuen Möglichkeiten, die Münze fälschungssicher zu machen. Ionentransport: Die Software EnPEn simuliert komplizierte Verhaltensstrukturen Der Transport von Ionen ist ein Vorgang der täglich in unseren Zellen milliardenfach stattfindet und dennoch bis heute in seiner Komplexität nicht vollständig dargestellt werden kann. Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling vom DWI und der Aachener Verfahrenstechnik (AVT) und Dipl.-Ing. Robert Femmer von der AVT haben in Zusammenarbeit mit Dr. Ali Mani von der Stanford University mit EnPEn eine Software geschaffen, die neue Einblicke in die Transportprozesse von Ionen durch Membranen ermöglicht. EnPEn basiert auf grundsätzlichen physikalischen Gesetzten und erlaubt es, den Transport von Ionen durch eine größere Anzahl von Elektrolyten (En) oder Polyelektrolyten (PEn) eindimensional zu simulieren. Ionentransport in multi-Ionischen Lösungen kommt in einer Vielzahl von technischen und biologischen Systemen vor, beispielsweise bei der Kultivierung von Mikroorganismen oder auch bei der Blutreinigung in unseren Nieren und macht deshalb eine umfassende Erforschung unerlässlich. EnPEn kann heute Phänomene des Ionentransports darstellen, die bisher noch nicht erklärt werden konnten. Unter http://enpen.avt.rwth-aachen.de/ gibt es die Möglichkeit, die vielfältigen Funktionen von EnPEn selbst auszutesten. R. Femmer, A. Mani, M. Wessling Ion transport through electrolyte/polyelectrolyte multi-layers Scientific Reports, 2015, 5:11583 DOI:10.1038/srep11583 After years of development, the federal government will now mint the first coins with an innovative safety feature, initially as a five Euro collector’s coin “planet earth”. Just like the one-Euro and the two-Euro coin, this new coin consists of an outer ring and the embedded “pill”. A true novelty, however, is the partly translucent ring that forms the transition between frame and pill. This ring is not only a milestone in the creation of coins, but also allows completely new safety features. To meet the high demands of a coin that passes through myriads of hands, the team that is responsible for developing the polymer ring had to break new ground. The team consists of Dr. Peter Huber (The State Mints of Baden-Wuerttemberg) and Günther Waadt (Bavarian State Mint), representatives of the German Bundesbank, Crane Payment Innovation (CPI)/European Vending Association and the blank-producer Saxonia. DWI contributes the required polymer expertise. This includes the development of the polymers that are used in the minting process, the stability of the material and the integration of new safety features. The most remarkable part of this innovation are the multifaceted possibilities to make the coins unforgeable. Ion transport: The software EnPEn simulates complicated behavioral structures Ion transport is one of the essential processes that runs in our body, billions of times per day. However, so far scientists have not been able to fully simulate the procedure in its complexity. Prof. Dr.-Ing Matthias Wessling (DWI and Aachener Verfahrenstechnik (AVT)), Dipl.-Ing. Robert Femmer (AVT) and Dr. Ali Mani (Stanford University) created a software that provides new insights into the transport of ions through membranes. EnPEn is based on the basic laws of physics and is able to generate a one-dimensional simulation of the ion transport through a larger number of electrolytes (En), substances that are electro-conductive because of freely moving charged particles, or polyelectrolytes (PEn), water-soluble compounds with a larger chain length. Ion transport through multi-ionic dissolutions appears in multiple technical and biological systems, for example during cultivation of microorganisms or blood purification in our kidneys. This makes an extensive research indispensable. Today, EnPEn can visualize aspects of the ion transport that could not have been explained before. 3 DWI Newsletter 2/2015 Perlmutt, aufgemotzt: Wasserstoffbrücken in der Polymerphase geben neuen Impuls für synthetisches Perlmutt Perlmutt hat hochinteressante optische und mechanische Eigenschaften, ist aber für die industrielle Herstellung von Materialien ungeeignet. Nanokomposite mit Perlmuttstruktur kann man herstellen, aber es ist sehr schwierig, die gewünschten Eigenschaften zu erlangen. DWI-Wissenschaftler stellen synthetische Nanokomposite vor, die wie Perlmutt aus angeordneten Nanoplättchen mit umgebender weicher Polymerphase bestehen, aber durch zusätzliche eingebaute Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Polymermolekülen ungeahnte Fähigkeiten erhalten, einschließlich der Möglichkeit zur Selbstheilung. Andreas Walther und sein Team am DWI entwickelten in Kooperation mit dem KIT in Karlsruhe Nanokomposite mit Perlmuttstruktur, deren laminierende Polymerphase aus einem Polymer mit niedrigem Molekulargewicht und geringer Glasübergangstemperatur besteht. Durch molekulares Engineering polymerisierten sie ein zusätzliches supramolekulares Bindungsmotiv ein. Kombiniert mit synthetischen Schichtsilikaten kann dieses Material durch Selbstassemblierung einen hochtransparenten, steifen, aber auch sehr bruchfesten Film ausbilden. Durch die Art und Anzahl der Wasserstoffbrücken kann erstmals festgelegt werden, wie der Übergang zwischen elastischer und plastischer Deformation abläuft. Durch diese „Opferung“ von Bindungen ist es möglich, die Eigenschaften des Materials sowohl auf Nano-, Mikro- als auch Makroebene genau einzustellen. Je nach Anteil des Upy-Motivs und somit supramolekularer Vernetzung der Polymere ist das Material entweder sehr steif und fest, oder es ist gleichzeitig steif und sehr zäh, was mit herkömmlichen Methoden nicht einfach erreicht werden kann. So zeigte der Nanokompositfilm bei 13% Upy-Anteil ein Bruchverhalten, das klar an das von hoch verstärkten biologischen Materialien erinnert. Weil die Filme außerdem für Gase undurchlässig sind, eröffnen sich zahlreiche neue und interessante Anwendungsmöglichkeiten für die Perlmutt-Mimetika. Die Materialen sind nicht nur als mechanisch robuste Nanokomposite interessant, sondern können aufgrund ihrer multifunktionalen Eigenschaften auch anderweitig eingesetzt werden, beispielsweise als volltransparente Sauerstoffbarriere zur Verkapselung von organischer Elektronik oder als halogen- und schwermetallfreier Flammschutz. B. Zhu, N. Jasinski, A. Benitez, M. Noack, D. Park, A. S. Goldmann, C. Barner-Kowollik, A. Walther Hierarchical Nacre Mimetics with Synergistic Mechanical Properties by Control of Molecular Interactions in Self-Healing Polymers Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54(30), pp. 8653–8657 DOI: 10.1002/anie.201502323 Visit http://enpen.avt.rwth-aachen.de/ to test the multifaceted options of EnPEn. R. Femmer, A. Mani, M. Wessling Ion transport through electrolyte/polyelectrolyte multi-layers Scientific Reports, 2015, 5:11583 DOI:10.1038/srep11583 Pimp up my nacre: hydrogen bonds in polymer mortar give new impulse on synthetic nacre Nacre, or mother of pearl, has highly attractive mechanical properties but cannot be processed into larger-scale structures. Synthetic nanocomposites can mimic the characteristic brickand-mortar-like structure of nacre, but combinations of stiffness, strength, toughness and desirable optical properties have remained difficult to achieve. DWI scientists report that the introduction of tailored hydrogen bonds in the polymer mortar by macromolecular engineering leads to an unprecedented combination of the relevant properties, which are perfectly tunable. Andreas Walther and his team at the DWI in collaboration with KIT in Karlsruhe, use a macromolecular engineering approach to mimic and tweak the nacre nanocomposite structure for possible mechanical and functional applications. Focusing on the laminating polymer phase, they designed a low-molecularweight polymer with low glass-transition temperature, which was equipped with varying degrees of a supramolecular binding motif. Combined with advanced synthetic nanoclay platelets, the nanocomposite material self-assembled to form a film that possesses all relevant features like excellent transparency, structural periodicity, orientation, stiffness, and a favorable fracture behavior including self-healing ability. The type and amount of hydrogen bonds allow tuning the manner of how the transition of elastic to plastic deformation occurs. These so-called sacrificial bonds enable a full control over the material on different levels, because, depending on their amount, the material can transform from high stiffness and strength to desired combinations of high stiffness and toughness. So, upon stress the material with 13% Upy motif displayed toughening and failure phenomena „very reminiscent of the behavior of highly reinforced biological materials.“ The scientists further showed that the films are excellent gas barriers. This opens up more possibilities, because the materials are not only appealing as mechanically robust nanocomposites, but also for their multifunctional properties relevant to other applications: as fully transparent oxygen barrier films to encapsulate organic electronics or for protection against fire with halogen- and heavy-metal-free compositions. B. Zhu, N. Jasinski, A. Benitez, M. Noack, D. Park, A. S. Gol mann, C. Barner-Kowollik, A. Walther Hierarchical Nacre Mimetics with Synergistic Mechanical Properties by Control of Molecular Interactions in Self-Healig Polymers Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54(30), pp. 8653–8657 DOI: 10.1002/anie.201502323 4 DWI Newsletter 1/2015 Hierarchical hydrogels for biomimetric tissue engineering The development of hierarchically ordered materials with designed porosities from the macro to nanoscales remains very challenging in material science and engineering. Such materials are essential to a wide range of technologies, in particular for tissue engineering, where producing hydrogel scaffolds with multi-scale topographies potentially allows the instruction of cellular behavior to target the organization of tissues. Hierarchische Hydrogele für biomimetrische Gewebe-Technik Die Entwicklung von hierarchisch geordneten Materialien mit definierter Porosität vom Makro- bis in den Mikrometerbereich stellt die Ingenieur- und Materialwissenschaften immer noch vor große Herausforderungen. Diese Materialien sind besonders für den Bereich des Tissue Engineerings wichtig. Hier können HydrogelGerüste mit multi-skalischer Topografie möglicherweise einen Hinweis auf das Verhalten von Zellen und damit die Organisation von Gewebe geben. Das Forschungsteam von Dr. Andres Walther hat eine einfache Strategie mit einem inversen Templat entwickelt, die eine Erstellung von Nanofibrillaren-Hydrogel-Gerüsten mit definierter Porosität in Makro- und Nanogröße ermöglicht (Siehe Abbildung a-d). Zusammen mit dem Team von Prof. Matthias Wessling entwickelten sie einen lithographischen Prozess, bei dem Gerüststrukturen in alkalischer Lösung aufgelöst werden können. Nach Infiltration mit einer Suspension aus hochkristallinen, steifen Zellulose- bzw. Chitin-Nanofibrilen (CNF und ChNF), wurden die Template in einer mild-alkalischen Lösung aufgelöst und es konnte so eine Hydrogel-Nachbildung der Vorlagen gewonnen werden. Dieser einfache Ansatz bildet die Basis für die Entwicklung einer Reihe von Hydrogel-basierenden Materialien mit definierten Porengeometrien. The research team headed by Dr. Andreas Walther developed a simple inverse templating strategy that enables the preparation of nanofibrillar hydrogel scaffolds with defined porosities in the macro and nanoscale (See figure a-d). Together with the Wessling group, they designed a lithographic process that furnishes sacrificial gyroid scaffolds, based on a new resin that degrades in alkaline media. After infiltration with suspensions of highly crystalline and stiff cellulose and chitin nanofibrils (CNF and ChNF), the templates were simply dissolved in mild alkaline solution, and hydrogel replicas of the templates were obtained. This simple approach represents a platform fabrication method for a range of hydrogel-based materials with de novo designed pore geometries. Subsequent cell studies in collaboration with Dr. Hardy (Queen’s University, Belfast) and Dr. De Laporte (DWI) confirmed the biocompatibility of the CNF and ChNF based scaffolds and revealed important differences in terms of cell attachment. Differentiation of human mesenchymal stem cells (HMSCs) into osteogenic outcome could be facilitated using a collagen bone mimetic coating (Figure e), rendering these scaffolds interesting for bone tissue engineering. J.G. Torres-Rendon, T. Femmer,L. De Laporte,T. Tigges,K. Rahimi, F. Gremse, S. Zafarnia, W. Lederle, W., S. Ifuku,M. Wessling, J.G. Hardy, A. Walther, Bioactive Gyroid Scaffolds Formed by Sacrificial Templating of Nanocellulose and Nanochitin Hydrogels as Instructive Platforms for Biomimetic Tissue Engineering. Advanced Materials 2015, 27 (19), pp. 2989-2995. DOI: 10.1002/adma.20140587 Zellstudien in Zusammenarbeit mit Dr. Hardy (Queen’s University, Belfast) und Dr. De Laporte (DWI) bestätigten die Biokompatibilität von Gerüsten auf CNF- und ChNF-Basis und zeigten außerdem wichtige Unterschiede der Zellanlagerung auf. Die Differenzierung menschlicher mesenchymaler Stammzellen (HMSCs) in Knochenzellen kann durch eine Collagen-ähnliche Beschichtung (Abbildung E) stimuliert werden. Diese Gerüste sind daher für die Züchtung von Knochengewebe von großem Interesse. J.G. Torres-Rendon, T. Femmer,L. De Laporte,T. Tigges,K. Rahimi, F. Gremse, S. Zafarnia, W. Lederle, W., S. Ifuku,M. Wessling, J.G. Hardy, A. Walther, Bioactive Gyroid Scaffolds Formed by Sacrificial Templating of Nanocellulose and Nanochitin Hydrogels as Instructive Platforms for Biomimetic Tissue Engineering. Advanced Materials 2015, 27 (19), pp. 2989-2995. DOI: 10.1002/adma.20140587 5 DWI Newsletter 1/2015 Interne Neuigkeiten – Internal News Eltern-Kind Raum für das DWI Parent-Child room for the DWI Die Geschäftsleitung und die Gleichstellungsbeauftragte des DWI, Elisabeth Heine, planen die Einrichtung eines Raumes, der als Eltern-Kind Raum (EKR) genutzt werden kann. The DWI management and the equal opportunity commissioner of the DWI, Elisabeth Heine, are planning to establish a room that can be used as a parent child room. Members of DWI have the opportunity to use this room in exceptional cases to bring their children to work. There they can independently look after their children or let them be supervised by qualified personnel. Durch den zur Verfügung gestellten EKR erhalten Angehörige des DWI die Möglichkeit, in Ausnahmefällen ihre Kinder mit an das Institut zu bringen, um sie vor Ort sowohl selbständig zu beaufsichtigen als auch durch geschultes Betreuungspersonal kurzzeitig betreuen zu lassen. Currently it is evaluated whether the intended room meets the structural and safety requirements. Zurzeit wird geprüft, ob der dafür vorgesehene Raum zur Einrichtung eines EKR die baulichen Anforderungen und Sicherheitsanforderungen erfüllt. Sobald von Seiten der Sicherheit und des Familienbüros sowie vom Land grünes Licht gegeben wird, wird der EKR in einem „Pilotversuch“ umgesetzt werden. Wir werden über den weiteren Fortschritt in Sachen „Vereinbarkeit von Beruf und Familie“ berichten. As soon as the project is approved, the parent-child room will be put into practice as a pilot project. NewCoRe: Neue Software für die Verwaltung NewCoRe: New Software for the administration Mit dem Kick-Off am 14. August 2015 ist das Projekt NewCoRe (Neuorganisation Controlling und Rechnungswesen) gestartet mit dem Ziel, die Verwaltungsprozesse im Controlling und Rechnungswesen zu optimieren. Zur Organisationsentwicklung gehört auch eine stete Weiterentwicklung der Verwaltung. Bereits im November soll die Implementierung der im Rahmen des Projekts entwickelten Software-Erweiterung erfolgen und zum Jahreswechsel dann das Go Live. With the kick off on August 14th, the new project NewCoRe (reorganization of controlling and accounting) has started with the aim to optimize administrative processes at DWI, just like the whole institute continuously evolves. The software-extension, which was developed in the context of this project, will already be implemented in November. The Go Live will follow at the turn of the year. We will report on the progress in the matter of „compatibility of career and family“. Mitarbeiter – People Auszeichnungen – Awards Neue Mitarbeiter – New Co-Workers Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling ist Inhaber des Lehrstuhls für Chemische Verfahrenstechnik der RWTH Aachen University und Mitglied der wissenschaftlichen Leitung des DWI. Nun übernimmt er als stellvertretender wissenschaftlicher Direktor Führungsaufgaben im DWI. Seit 2010 forscht und lehrt Matthias Wessling als Alexander-vonHumboldt-Professor in Aachen. Nach dem Studium des Chemieingenieurwesens in Dortmund und Cincinnati promovierte er in Twente/NL. Er war Senior Research Scientist bei Membrane Technology and Research Inc., Menlo Park, CA/USA und Leiter der Abteilung „Separation Processes“ bei Akzo Nobel. Von 2000-2010 war er ebenfalls Professor für Membrantechnologie der Universität Twente/NL. Wessling forscht an innovativen Mem- Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling holds the chair for chemical engineering at RWTH Aachen University and is a member of the DWI scientific board. He was now appointed as vice scientific director of DWI. Since 2010, Matthias Wessling is researching and teaching as Alexander-von-Humboldt-Professor in Aachen. After studying Chemical Engineering in Dortmund and Cincinnati, he received his PhD in Twente/NL. He was senior 6 DWI Newsletter 2/2015 brantechniken, mit deren Hilfe Prozesse im Bereich der Chemie-, Umwelt- oder Energietechnik nachhaltig, ökonomisch und zugleich ökologisch verträglicher gestaltet werden können. Dr. Juliana Kurniadi kam nach ihrem Chemiestudium an der RWTH Aachen University im Jahr 2008 an das DWI und promivierte dort in der Arbeitsgruppe von Prof. Martin Möller in dem Bereich „In situ Synthesis of Pigments in Keratin Fibres“. Seit Mitte Mai 2015 koordiniert sie die Einheit „Funktionelle Fasern und Filme“ am DWI. Sie ist für die Koordination der Projekte in den Textil- und Haarkosmetik-Laboratorien verantwortlich. Baolei Zhu gewann dieses Jahr im Mai den Posterpreis bei dem Vierten Internationalen Symposium für Polymerwissenschaften in Riva del Garda, Italien. Das Symposium wird von Elsevier veranstaltet. Dieses Jahr wurde in drei verschiedenen Postersessions jeweils ein Preis für das beste Poster verliehen. Zhu konnte sich gegen 602 Teilnehmer aus 59 Ländern durchsetzen und erhielt in der dritten Postersession den Preis für das Poster mit dem Titel „Selbstheilende Polymere in selbstanordnendem mimetischen Perlmutt erlauben herausragende Strukturdefinition, Transparenz und supramolekulare Kontrolle über mechanische Eigenschaften“. Katarzyna Kopec ist mit dem IASTE Austauschprogramm für Praktikanten ab Juli 2015 für drei Monate zu Gast im DWI. Sie arbeitet im Team von Andreas Walther im Bereich der zeitlichen Programmierung von Materialien. Kopec studiert chemische Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Warschau und wird dort nach dem Austausch ihre Masterarbeit beginnen. Lukasz Witczak kam ebenfalls im Juli mit dem IASTE Programm zum DWI und wird drei Monate im Team von Alexander Kühne die „Mechanismen der Knoevenagel Polymerisation“ erforschen. Momentan studiert er Nano-Technologie an der Lodz University of Technology und strebt dort seinen Bachelor Abschluss an. Marco Krause ist seit Anfang September am DWI. Er ist als Techniker für das TEM Labor und die Probenpräparation verantwortlich. Krause absolvierte seine Technologenausbildung in Dortmund und schloss anschließend in Gelsenkirchen das Studium der physikalischen Technik mit dem Bachelor ab. Hubert Mohr feiert in diesem Jahr sein 40. Dienstjubiläum am DWI. 1975 begann er am DWI seine Ausbildung als Chemielaborant und wurde 1978 übernommen. Seine Aufgaben waren die Synthese und die Reinigung von Peptiden, zudem übernahm er die Urlaubs- und Krankheitsvertretung in der Abteilung Einkauf. Ab 1981 war er dann im Arbeitskreis von Dr. Föhles im Forschungsbereich der Aminosäureanalytik tätig. Von 1998 bis 2008 übernahm er eigenverantwortlich die Abteilung Einkauf. Seit 2008 arbeitet Mohr im Arbeitskreis von Dr. X. Zhu. research scientist at Membrane Technology and Research Inc. in Menlo Mark, CA/USA and head of the department “Separation Processes” at Akzo Nobel. Between 2000 and 2010, he also was professor for membrane technology at the University of Twente/NL. Wessling conducts research on innovative membrane techniques, which enable to make processes in the field of chemical-, environmental- or electrical engineering more sustainable, economical and ecological. Dr. Juliana Kurniadi studied chemistry at the RWTH Aachen University and joined the DWI in 2008. She received a PhD for her research in “In situ Synthesis of Pigments in Keratin Fibres” in the group of Prof. Martin Möller. Since May 2015, Dr. Kurniadi coordinates the unit of “functional fibers and films” at DWI. She now coordinates projects in the textile and hair cosmetics laboratories. Baolei Zhu won the poster price at the Fourth International Symposium Frontiers in Polymer Science in Riva del Garda, Italy in May. The symposium was hosted by Elsivier. This year, a poster price was granted for the best poster participating in one of the three poster sessions. Zhu won against 602 competitors from 59 countries in the third poster session and won an award for his poster discussing the topic of „Self-healing polymers in selfassembled nacre-mimetics allow outstanding structural definition, transparency and supramolecular control over mechanical properties“. Katarzyna Kopec came to DWI with the IASTE-Exchange program for internships in July 2015 and will be staying for three month. She joined the team of Andreas Walther and is working on „temporal programming of materials“. Katarzyna Kopec is studying Chemical and Process Engineering at the Warsaw University of technology and will begin working on her master‘s thesis after the exchange. Lukasz Witczak is also supported by the IASTE-Exchange program. He is conducting research on the mechanisms of the „Knoevenagel Polymerization“ in the team of Dr. Alexander Kühne for three month. At the moment he is an undergraduate student of Nano technology at the Lodz University of technology. Marco Krause is the newest coworker of DWI. Since the beginning of September he works as technician in the TEM laboratory and sample preparation. He concluded his vocational training as a technologist in Dortmund, followed by studies of physical engineering at the Westfälische Hochschule in Gelsenkirchen. Hubert Mohr celebrates his 40th anniversary of service at the DWI. In 1975, Mohr began his vocational training as laboratory assistant and was recruited in 1978. He worked in the synthesis and purification of peptides. Furthermore, he took on the holiday and illness cover for the department of purchase. As of 1981 he worked in the group of Dr. Föhles in the field of amino acid analytics. From 1998 to 2008 he independently led the department of purchase. Since 2008 Mohr works in the team of Dr. X. Zhu. 7 DWI Newsletter 2/2015 Projekte & Publikationen – Projects & Publications Neue und abgeschlossene Projekte - New and finished Projects Abschlussarbeiten – Theses Veröffentlichungen – Scientific Papers Neue Projekte New Projects Die folgenden Projekte sind kürzlich gestartet: The following projects started recently: Azetidinium-funktionalisierte Polymere- Azetidinium-funktiona lisierte Polymere zur antimikrobiellen Ausrüstung von textilen Materialien ; AiF Azetidinium-funktionalisierte Polymere- Azetidinium-funktiona lisierte Polymere zur antimikrobiellen Ausrüstung von textilen Materialien ; AiF Fed-Batch Mikrotiterplatten - Hochdurchsatzfütterungssysteme für das Primärscreening; AiF Fed-Batch Mikrotiterplatten - Hochdurchsatzfütterungssysteme für das Primärscreening; AiF Lichtaktiviertes Hydrogel - Mechanische Stimulation von Zellen und Nerven durch dynamisch lichtaktiviertes Hydrogel zur Verbesserung von Cochlea Implantaten; DFG Lichtaktiviertes Hydrogel - Mechanische Stimulation von Zellen und Nerven durch dynamisch lichtaktiviertes Hydrogel zur Verbesserung von Cochlea Implantaten; DFG Abgeschlossene Projekte Finished Projects Kürzlich wurden folgende Projekte abgeschlossen: Recently, the following projects have been concluded: Ressourceneffiziente Herstellung hochwertiger Polyesterfasern aus Sekundärrohstoffen (ResPoSe) - Ziel 2 Ressource. NRW-Projekt, Förderkennzeichen: 21060227612 Ressourceneffiziente Herstellung hochwertiger Polyesterfasern aus Sekundärrohstoffen (ResPoSe) - Ziel 2 Ressource.NRW-Projekt, Förderkennzeichen: 21060227612 Nanofasernetzwerk-Komposite für keimfreies Wasser - IGFProjekt 17665 Nanofasernetzwerk-Komposite für keimfreies Wasser - IGFProjekt 17665 Umweltfreundliche feuerabschirmende Perlmutt-Panzer via Selbstorganisation - IGF-Projekt 17502 Umweltfreundliche feuerabschirmende Perlmutt-Panzer via Selbstorganisation - IGF-Projekt 17502 Universelle wasserbasierte Beschichtungstechnologie auf Basis von Catechol-modifizierten multifunktionalen Polymeren“AiF-Projekte, Nr. 17820 Universelle wasserbasierte Beschichtungstechnologie auf Basis von Catechol-modifizierten multifunktionalen Polymeren“AiF-Projekte, Nr. 17820 Zusammenfassungen der Projektergebnisse senden wir Ihnen gerne zu. Please ask for a summary of the project results. Bachelorarbeiten – Bachelor Theses Carina Mayer Ultrafiltration of produced water model emulsions using silicon carbide hollow fiber membranes (Prof. Wessling) Benedikt Bender Characterizing ceramic hollow fiber membranes for nonaqueous flow field-flow fractination (Prof. Wessling) Christian Linnartz Von Makro zu Micro: Downscaling von HohlfasermembranEmulgierung (Prof. Wessling) Arne Koppelmann In situ-Prozessoptimierung einer Lignin-Filtration mittels Layer-by-Layer Membranbeschichtung (Prof. Wessling) Joanna Catherine Walker Electrically Induced Fouling Prevention with Silicon Carbide Hollow Fiber Membranes (Prof. Wessling) Stefan Rohner Untersuchungen kinetischer Einflussfaktoren verschiedener Ionenaustauscherharze in Mischbett-Anwendungen (Prof. Pich) Lisa Christina Awater Fouling prevention with heat induced ceramic hollow fiber membranes (Prof. Wessling) Tobias Harhues Tuneable permeation: Heatable silicon carbide membranes with microgel coating (Prof. Wessling) 8 DWI Newsletter 2/2015 Martin Steinbach Development and investigation of electrodes made of CNT microtubes for capacitive deionization (Prof. Wessling) Alexander Schmeichel Multi-physics pressure swing adsorption simulation of CO2/ H2 separation by microtube adsorbers based on novel hybrid sorbents in different design cases (Prof. Wessling) Microfluidic high-throughput synthesis of microgels (Dr. Kühne) Volkan Yavuz Nanocrystal/Polymer Hybrid Materials for LED-Applications (Prof. Pich) Christopher Licht Polyurethane-based Hydrogels for Tissue Engineering (Prof. Pich) Philippe Jung Determination of the lower critical solution temperature of cross-linked Poly (N-isopropylacrylamide-co-N-ethylacrylamide) co-polymers and cell adhesion investigations (Dr. De Laporte) Tessa Borloo Development of Anisotropic hydrogels for tissue engineering (Dr. De Laporte) Natkritta Hüppe Degradable and IR-emitting polymer colloids (Dr. Kühne) Doktorarbeiten - PhD Lisa Chen Dynamic programming of microgel crystals (Dr. Kühne) Masterarbeiten – Master Theses Jens Peters Development of an electrochemical flow-through reactor for the valorization of lignin (Prof. Wessling) Thomas Waltermann Dynamic modeling of a parametric pumping process for the enrichment of proteins from an aqueous solution (Prof. Wessling) Tony Trieu Characterization of fouling behaviour on flat-sheet and hollow-fiber membranes via impedance spectroscopy (Prof. Wessling) Hanna Wolff Hollow-fiber emulsification for Liquid-Liquid extraction (Prof. Wessling) Svenja Edel Process verification of protein separation through parametric pumping (Prof. Wessling) Tim Hoffmann Development of a recombinant peptide production and purification platform (Prof. Schwaneberg) Catrin Simone Tauber Synthesis of enzymatically degradable nanogels prepared by Microfluidizer (Prof. Möller) Annabel Mikosch Co-assemblierung von Kolloiden zu photonischen Kristallen mit einer Sol-Gel-Verkapselungsmatrix (Dr. Kühne) Alexander Jans Fuat Topuz Funcional Star-Type Polyethylene Glycol Copolymers for Hydrogels and Biohybrid Gels (Prof. Möller) Publikationen – Publications R. Tiwari, A. Walther Strong anionic polyelectrolyte microgels Polym. Chem., 2015, Advance Article, First published online 30. April 2015, DOI: 10.1039/C5PY00426H I. Fajzulin, X. Zhu, M. Möller Nanoparticulate inorganic UV absorbers: a review Journal of Coatings Technology and Research, 2015,12 (4), pp 617-632, DOI: 10.1007/s11998-015-9683-2 T. Tigges, D. Hoenders, A. Walther Preparation of Highly Monodisperse Monopatch Particles with Orthogonal Click-Type Functionalization and Biorecognition Small 2015, DOI: 10.1002/smll.201501071 H. Peng , M. Kather, K. Rübsam , F. Jakob , U. Schwaneberg , A. Pich Water-Soluble Reactive Copolymers Based on Cyclic N-Vinylamides with Succinimide Side Groups for Bioconjugation with Proteins Macromolecules, 2015, 48 (13), pp 4256–4268 DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00947 N. Lülsdorf, L. Vojcic, H. Hellmuth, T. Weber, N. Mussmann, R. Martinez, U. Schwaneberg A first continuous 4-aminoantipyrine (4-AAP)-based screening system for directed esterase evolution Appl. Microbiol. Biotechnol., 2015, 99 (12), pp. 5237-46 DOI: 10.1007/s00253-015-6612-3 N. Lülsdorf, C. Pitzler, M. Biggel, R. Martinez, L. Vojcic, U. Schwaneberg A flow cytometer-based whole cell screening toolbox for directed hydrolase evolution through fluorescent hydrogels Chemical Communications, 2015, 51(41), pp. 8679-82 DOI: 10.1039/c5cc01791b N. Anwar, A. Rix, W. Lederle, A. J. C. Kuehne RGD-decorated conjugated polymer particles as fluorescent 9 DWI Newsletter 2/2015 bio-medical probes prepared by Sonogashira dispersion polymerization Chemical Communications, 2015, 51(45), pp. 9358–9361 DOI: 10.1039/C4CC10092A nanocellulose and nanochitin hydrogels as instructive platforms for biomimetic tissue engineering Advanced Materials, 27(19), pp. 2989-95 DOI: 10.1002/adma.201405873 E. S. Asmolov, A. L. Dubov, T. V. Nizkaya, A. J. C. Kuehne, O. I. Vinogradova Principles of transverse flow fractionation in superhydrophobic channels Lab on a Chip, 2015, 15, 2835–2841 DOI: 10.1039/C5LC00310E F. Cheng, L. Zhu, U. Schwaneberg, Directed evolution 2.0: improving and deciphering enzyme properties Chemical Communications, 2015, 51, pp. 9760-9772. DOI: 10.1039/c5cc01594d T. Femmer, M. L. Eggersdorfer, A. J. C. Kuehne, M. Wessling Efficient gas-liquid contacting using microfluidic membrane devices with staggered herring bone mixers Lab on a Chip 2015, 15, pp. 3132-3137 DOI: 10.1039/c5lc00428d T. Femmer, A. Jans, R. Eswein, N. Anwar, M. Möller, M.Wessling, A. J. C. Kuehne High throughput generation of emulsions and microgels in parallelized microfluidic drop-makers prepared by rapid prototyping ACS Applied Materials& Interfaces, 2015, 7 (23), pp. 1263512638 DOI: 10.1021/acsami.5b03969. A. J. C. Kuehne, Schaltbare Farbigkeit in der Natur und in Materialien der Zukunft GDCh - Aktuelle Wochenschau, 2015, KW 14 http://www.aktuelle-wochenschau.de F. Marquardt, H. Keul, M. Moeller Straightforward synthesis of phosphate functionalized linear polyglycidol European Polymer Journal (2015), 69, pp. 319-327 DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2015.06.002 P. Olsen, K. Odelius, H. Keul, AC. Albertsson Macromolecular Design via an Organocatalytic, MonomerSpecific and Temperature-Dependent „On/Off Switch“. High Precision Synthesis of Polyester/Polycarbonate Multiblock Copolymers Macromolecules, 2015, 48(6), pp. 1703-1710 DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00254 B. Schulte, K. Rahimi, H. Keul, D.E. Demco, A. Walther, M. Möller Blending of reactive prepolymers to control the morphology and polarity of polyglycidol based microgels Soft Matter, 2015, 11(5), pp. 943-953 DOI:10.1039/c4sm02116a J. Couthouis, H. Keul, M. Möller MALDI-TOF Analysis of Halogen Telechelic Poly(methyl methacrylate)s and Poly(methyl acrylate)s prepared by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) or Single Electron Transfer Living Radical Polymerization (SET-LRP) Macromolecular Chemistry and Physics, 2015 DOI: 10.1002/macp.201500144 R. Femmer, A. Mani, M. Wessling Ion transport through electrolyte/polyelectrolyte multi-layers Scientific Reports, 2015, 5 (11583) DOI: 10.1038/srep11583 J. G. Torres-Rendon, T. Femmer, L. De Laporte, T. Tigges, K. Rahimi, F. Gremse, S. Zafarnia, W. Lederle, S. Ifuku, M.Wessling, J.G. Hardy, A. Walther Bioactive gyroid scaffolds formed by sacrificial templating of T. Lohaus, M. Scholz, B. T. Koziara, N. E. Benes, M. Wessling Drying of supercritical carbon dioxide with membrane processes Journal of supercritical Fluids, 98, pp.137-146 DOI: 10.1016/j.supflu.2015.01.009 S. Postel, M. Wessling Do silicone- based membranes permeate or reject salts? Desalination, 357, pp. 121-130 DOI: 10.1016/j.desal.2014.11.021 O. David, K. Percin, T. Luo, Y. Gendel, M. Wessling Proton-exchange membranes based on sulfonated poly (ether ether ketone)/polyaniline blends for all- and air-vanadium redox flow battery applications Journal of Energy Storage DOI: 10.1016/j.est.2015.01.001 M. Scholz, M. Alders, J. Lölsberg, M. Wessling Dynamic process simulation and process control of biogas permeation processes Journal of Membrane Science, 484, pp. 107-118 DOI: 10.1016/j.memsci.2015.03.008 S. Bannwarth, M. Darestani, H. Coster, M. Wessling Characterization of hollow fiber membranes by impedance spectroscopy Journal of Membrane Science, 473, pp. 318-326 DOI: 10.1016/j.memsci.2014.09.001 P. de Wit, E. J. Kappert, T. Lohaus, M. Wessling, A. Nijmeijer, N. E. Benes Highly permeable and mechanically robust silicon carbide hollow fiber membranes Journal of Membrane Science, 475, pp. 480-487 DOI: 10.1016/j.memsci.2014.10.045 B. Zhu, N. Jasinski, A. Benitez, M. Noack, D. Park, A. S. Goldmann, C. Barner-Kowollik, A. Walther Hierarchical Nacre Mimetics with Synergistic Mechanical Properties by Control of Molecular Interactions in Self-Healing Polymers Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54(30), pp. 8653–8657 DOI: 10.1002/anie.201502323 A. Rommerskirchen, Y. Gendela, M. Wessling Single module flow-electrode capacitive deionization for continuous water desalination Electrochemistry Communications, 2015, 60, pp.35-37 DOI:10.1016/j.elecom.2015.07.018 Literaturbestellungen bitte an / Please order your copy from: [email protected] 10