Physikalische Chemie 2016: Einzelmolekül‐Kraftspektroskopie an Flüssig‐fest‐Grenzflächen

Wechselwirkungen einzelner Moleküle an hydratisierten Fest-flüssig-Grenzflächen sind die molekulare Grundlage vieler technischer und biologischer Prozesse. Dazu gehören die Wechselwirkungen von biologischer Materie mit Feststoffen, Zelladhäsion oder auch Haften und Kleben. Zugrunde liegende physikochemische Parameter sind spezifische und nichtspezifische Wechselwirkungs- und Aktivierungsenergien der Adsorption und Desorption von Molekülen an Fest-flüssig-Grenzflächen.

Thermodynamische Parameter von molekularer Adsorption und Desorption an Flüssig-fest-Grenzflächen sind direkt experimentell aus irreversiblen Messungen mit Einzelmolekülen bestimmbar.^1–3) Aus diesen Parametern lassen sich makroskopische Werte, etwa Adhäsionsenergien abschätzen.²⁾ Dies schafft die Grundlage, die komplexen Prozesse an Fest-flüssig-Grenzflächen zu verstehen sowie Experiment und Ab-initio-Theorie zu vergleichen.

Experimentelle Methoden: Proteinfaltung im Rasterkraftmikroskop

Adsorptionsvorgänge an Fest-flüssig-Grenzflächen sind durch viele molekulare Teilschritte, Wechselwirkungen und Einflussparameter gekennzeichnet. Klassische methodische Ansätze wie die Mikr

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