Organic-Inorganic Hybrid Materials Processing And Applications

ABSTRACTHybrid materials as inorganic-organic nanostructured composites require tailored surface chemistry in order to obtain a homogeneous distribution of the nanoparticles in the matrix. For this reason, nanoparticles with organic functions have been synthesized, first, to provide the desired ζ-potential at a given pH value, second, to avoid irreversible agglomeration due to the spacing effect, and third, to provide the appropriate surface chemistry. I could be shown that using this approach, it is possible to switch the ζ-potential of SiO2 nanoparticles from a negative to a positive potential at neutral and to bind DNA fragments to the particles for an effective transfection into cells. Other examples show that nanoparticles (TiO2, SiC2) coated with epoxy and methacryloxy groupings can be used as coating sol for the fabrication of thin films with green densities up to 67 % by volume only by photochemical crosslinking of the polymerizable groupings. Using this approach, interference layers have been fabricated on transparent plastics. In soft matrices, these particles permit to establish appropriate ζ-potentials and in electric fields by electrophoresis, it was possible to up-concentrate them to form gradient index optics. The investigations show that surface chemistry-tailored nanoparticles are a useful tool for the fabrication of nanocomposite hybrids.</jats:p

Optimiertes Einwachsverhalten bei isoelastischen Titanimplantaten durch maßgeschneiderte, elektrophoretisch hergestellte Hydroxylapatit(HAP)-Schichten

Ziel des Gesamtprojektes ist die Entwicklung eines maßgeschneiderten Verbundwerkstoffes, der für verschiedene Implantattypen, wie Hüftendoprothesen, Kniegelenke, dentale Implantate usw. eingesetzt werden kann. Das Verbundsystem soll die günstigen Eigenschaften eines metallischen Werkstoffes (strukturelle Belastbarkeit auch beim Auftreten von Zugspannungen) und die einer Hydroxylapatit-(HAP)-Keramik (Bioaktivität und große Spaltüberbrückungsleistung) miteinander vereinen. Dabei soll der biokompatible metallische Werkstoff (Titanbasislegierung) oberflächlich durch Poren so strukturiert sein, daß ein möglichst isoelastisches Verhalten zum Knochen entsteht, wodurch eine Knochenneubildung durch gute Lastübertragung stimuliert und eine gute Verankerung gewährleistet wird. Durch Diffusionsglühen soll eine chemische Bindung und damit eine hohe Haftfestigkeit der Beschichtung erzielt werden. Um die Dauerfestigkeit des Substrates nicht negativ zu beeinflussen, müssen die entsprechenden Glühungen unterhalb der (alpha+beta)/beta-Umwandlungstemperatur erfolgen