Ziel dieser Arbeit ist die phänomenologische Untersuchung der Feuchteempfindlichkeit der elektrischen Eigenschaften dünner Polymerschichten. Diese Untersuchungen stellen gleichzeitig Vorarbeiten zur Entwicklung von Prototypen von zwei polymeren Dünnschicht-Feuchtesensoren dar, die sich durch die spezielle Auswahl der feuchtesensitiven Materialien jeweils durch eine besondere Eigenschaft gegenüber kommerziellen Massenprodukten auszeichnen. Ziel der Entwicklungsarbeiten für den ersten Prototypen war die Konstruktion eines schnellen Feuchtesensors, der plötzliche und sprunghafte Feuchteänderungen in der umgebenden Atmosphäre möglichst rasch detektieren kann. Dafür wurden dünne Schichten von Poly-DADMAC auf Interdigitalstrukturen aufgebracht, die einen möglichst direkten Kontakt zwischen feuchtesensitiver Schicht und umgebender, feuchter Atmosphäre gewährleisten. Als Messgrößen dienten die Wechselstromgrößen Widerstand und Kapazität der Schichten. Die Feuchtekennlinien der Schichten zeigen gute Konstanz und hohe Reproduzierbarkeit. Der Widerstand der Schichten ändert sich durch den Einfluss von Feuchte je nach Schichtdicke um 3 bis 5 Größenordnungen und eignet sich als Messgröße für die Feuchtigkeit im gesamten Feuchtebereich. Die Hysterese der Filme konnte auf kleiner als 2,5% r.F. bestimmt werden, die Reproduzierbarkeit auf besser als 1% r.F. Die Ansprechzeit der Schichten lässt sich schichtdickenabhängig zu 1 bis 10 Sekunden bestimmen. Hierbei zeigen besonders die dünnen Schichten kurze Ansprechzeiten. Zielstellung für den zweiten Feuchtesensor war die Entwicklung eines Prototypen, dessen sensitive Schicht sich biostatisch und biozid verhält, so dass er in biotischen Umgebungen eingesetzt werden kann. Es wurden fünf Polysulfobetaine synthetisiert, deren Biozidität und Biostatik mit dem Kontakttest nach Rönnpagel, dem ISO846-Test und Abbautests bestimmt wurde. Zwei Polymere – Poly-DMMAAPS (BT2) und Poly-[MSA-Styren-Sulfobetain] (BT5) – erwiesen sich als ausreichend biozid und biostatisch. Schichten dieser Polymere wurden auf Interdigitalstrukturen aufgezogen, anschließend wurden die Kennlinien dieser Proben aufgenommen. Die Messwerte zeigen für beide Polymere gute Konstanz und eine hohe Reproduzierbarkeit. BT2-Proben sind zwischen 20% und 80% r.F. besonders empfindlich und zeigen über einen Monat keine Langzeitdrift. Vernetzte Proben zeigen bis 50°C keinen temperaturbedingten Abfall der Feuchteempfindlichkeit. Der Einsatz vernetzter BT5-Schichten als kapazitiver Feuchtesensor ist bis etwa 70°C möglich, die Schichten sind selbst nach Lagerung im Hochvakuum und mehrfacher Betauung stabil. Damit liegen zwei funktionsfähige Prototypen von Feuchtesensoren vor, für die die meisten Kennwerte denen von vergleichbaren kommerziellen Feuchtesensoren entsprechen. Gleichzeitig zeichnen sie sich aber durch eine sehr niedrige Ansprechzeit bzw. eine ausreichende Lebensdauer unter biotischen Bedingungen aus. / The topic of this work is the phenomenological investigation of the humidity sensitivity of the electrical properties of thin polymer films. These investigations also act as preparatory work for the development of prototypes of two polymer thin film humidity sensors, which by the choice of the humidity sensitive materials stand out by one special property each compared with commercial mass products. The aim of the development work for the first prototype was the construction of a fast humidity sensor, which can rapidly detect sudden and erratic humidity changes in the surrounding atmosphere. Thin films of poly-DADMAC were prepared on interdigitated structures that allow for undisturbed contact between the sensitive layer and the surrounding humid atmosphere. Measured variables were the ac resistance and capacity of the films. The humidity characteristics of the films show good stability and high reproducibility. Under the influence of humidity the resistance of the films changes by 3 to 5 orders of magnitude, depending on the film thickness, and is suitable to measure the humidity in the entire humidity range. The hysteresis of the films is lower than 2.5% r.h., the reproducibility better than 1% r.h. The response time of the layers can be determined to 1 to 10 seconds, depending on their thickness. The thin films, specifically, show very short response times. The aim for the second humidity sensor was the development of a prototype, where the sensitive film is biostatic and biocide, so that it can be used to measure the humidity in biotic environments. Five polysulfobetaines were synthesized and their biocidity and biostatics were tested with the contact test according to Rönnpagel, the ISO846 test and degradation tests. Two of the polymers - poly-DMMAAPS (BT2) and poly-[MSA-styrene-sulfobetaine] (BT5) - showed sufficient biocidity and biostatics. Films of these polymers were prepared on interdigitated structures, then their humidity characteristics were recorded. The measured values show good stability and high reproducibility for both polymers. Samples of BT2 are highly sensitive between 20% and 80% r.h. and show no long-term drift after one month. Cross-linked samples show no decrease of the humidity sensitivity in temperatures up to 50 degrees Celsius. Cross-linked films of BT5 can be used as a capacitive humidity sensor up to 70 degrees Celsius, and the samples are stable even after storage in high vacuum and multiple dew cycles. These two functional prototypes of humidity sensors show characteristic data comparable to those of commercial sensors. However, they stand out, respectively, with a very short response time and a sufficient life time in biotic environments.

In printed electronics there are many polyelectrolytes to choose from. While polyelectrolytes such as polystyrene sulfonic acid can fulfill many ofthe desired functionalities of a semiconductor, there is a need for other polyelectrolytes with other functionalities, such as functionality at low airhumidity and better cross-linking possibilities, while still functioning as a good semiconductor.Within this thesis, there is a description of general polyelectrolytes, as well as various usages.The synthesis and characterization of new polyelectrolytes that have been developed, based upon diallyldimethyl ammonium chloride (DADMAC)and a derivative of polystyrene sulfonic acid (PSSH) is described.The study and experimental testing of the polymers as polyelectrolytes under different conditions is described.

Aufgrund der vielfältigen metabolischen Funktionen des Parathormons ist bisher keine befriedigende Behandlung des postoperativen Hypoparathyreoidismus vor allem nach Schilddrüsenoperationen möglich. Bisherige Behandlungsversuche durch Allotransplantation von humanem, parathyreoidalem Gewebe scheiterten letztlich immer aufgrund immunogener Abstossung. Die Mikroenkapsulierung parathyreoidaler Zellen mittels einer semipermeablen Membran ermöglicht einerseits den Austausch von Hormonen und Stoffwechselmetaboliten, andererseits bildet sie einen wirkungsvollen immunogenen Schutz. In einem Zellkulturmodell aus humanen Parathyreozyten wurden 30 Proben von Patienten vor allem mit sekundärem Hypoparathyreoidismus untersucht. Es wurde jeweils die PTH-Sekretion vor und nach Enkapsulierung mit Natriumcellulosesulfat (NaCS) und Polydiallyldimethylammoniumchlorid (Poly-DADMAC) analysiert. Die Zellviabilität stieg von 72(11,7% an Tag 1 auf 95(4,3% an Tag 3. Die physiologische Antwort der Parathormonzellen auf extrazelluläre Kalziumkonzentrationen blieb auch bei den enkapsulierten Zellen erhalten und war etwa vergleichbar mit den Ergebnissen der unverkapselten Vergleichsgruppe. Der mittlere Kapseldurchmesser war mit 0,33(0,02mm relativ einheitlich. Die durchschnittliche Porengröße wurde mit 1,39(0,04nm bestimmt. Die hergestellten Kapseln verfügten mit einer zum Zerplatzen aufzuwendenden Kraft von 2,84(1,36 N über eine hohe mechanische Stabilität. Die mit NaCS/Poly-DADMAC enkapsulierten Parathyreozyten zeigten im Vergleich zur Gruppe der unverkapselten Zellen einen nahezu linearen Anstieg der PTH-Sekretion während des gesamten Beobachtungszeitraumes. / Due to the various metabolic functions of parathyroid hormone satisfactory treatment of permanent hypoparathyroidism after thyroid and parathyroid surgery remains difficult. Previous trials with allotransplantation of human parathyroid tissue failed because of rejection. Besides their immunoissolation abilities semi-permeable membranes of microcapsules ensure access to nutritients or oxygen and transfer of peptide hormones. An established human parathyroid cell culture model was used to examine 30 cryopreserved specimens from patients with secondary hyperparathyroidism. We analysed PTH secretion and function before and after microencapsulation with sodiumcellulose sulphate (NaCS) and polydiallyldimethylammonium chloride (Poly-DADMAC). Cell viability of cryopreserved tissue in culture increased from 72(11,7% to 95(4,3% after two days. Physiological responsiveness to calcium suppression was still intact and comparable to the encapsulated group. Mean capsule diameter was 0,33(0,02mm, while pore size was 1,39(0,04nm. In comparison to the group of non-encapsulated cells the PTH-secretion increased in the group of the encapsulated cells approximately linear. This study shows that microencapsulation with NACS and Poly-DADMAC allows nutritive supply and endocrine secretion of human parathyroid cells.