Bibliografische Beschreibung Name: Elena Wolfram Titel: Differenzierung humaner neuraler Vorläuferzellen auf Beschichtungen mit Polydopamin und Collagen Institut: Medizinische Fakultät der Universität Leipzig, Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor medicinae (Dr.med.) 85 Seiten, 9 Abbildungen, 7 Tabellen, 194 Quellen Der Morbus Parkinson gehört zu den häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. Forschungen auf dem Gebiet der Zelltransplantation können einen vielversprechenden kurativen Ansatz aufzeigen. Im Interesse dieser Promotion standen die Generierung von dopaminergen Neuronen aus humanen neuralen Vorläuferzellen (hNPC) und die Untersuchung des Einflusses der extrazellulären Matrixproteine (EZM) Polydopamin (PDA) und Collagen auf diese. Aufgrund begrenzter Ressourcen und ethischer Bedenken im Hinblick auf die Gewinnung humaner neuraler Vorläuferzellen aus Embryonen war eine Steigerung der Genese dopaminerger Neuronen in vitro für eine Etablierung der Zelltransplantation als Behandlungsmethode notwendig. In dieser Promotionsarbeit wurde das Standardprotokoll für die Kultivierung humaner neuraler Vorläuferzellen durch Zugabe von PDA, Collagen I (Cl) und Collagen II (CIl) in unterschiedlichen Kombinationen ergänzt. Die verwendeten EZM wurden aufgrund ihrer bekannten Anhaftungseigenschaften ausgewählt, um ein gleichmäßig adhärentes Wachstum der hNPCs am Kulturflaschenboden zu erreichen. Die Untersuchungen auf Transkript- und Proteinebene zeigen, dass eine Kombination der Standardbeschichtung aus Poly-L-Ornithin/Fibronectin (PLO/FN) mit PDA sowie PDA als Monobeschichtung die dopaminerge Genese der hNPCs nicht steigern konnte. Eine niedrige Konzentration an PDA in den Beschichtungen führte zu einem nichtadhärenten Wachstum der hNPCs und zur Ausbildung von Spheres. Höhere Konzentrationen an PDA hatten ein adhärentes Wachstum der Zellen in clusterförmigen Anordnungen zur Folge. Auf den Beschichtungen mit PLO/FN und Cl sowie Cll ohne den Zusatz von PDA zeigte sich eine signifikant höhere Expression des dopaminergen Markers Thyrosinhydroxylase (TH) in den Analysen durch ICC und Westernblot. Cl und Cll führten in Kombination mit der Standardbeschichtung PLO/FN zu einem gleichmäßig adhärenten Wachstum. Eine Kombination von PDA, Cl und Cll sowie der Standardbeschichtung PLO/FN führte nur unter Verwendung von höheren Konzentra- tionen PDA zu einem adhärenten Wachstum, eine Steigerung der dopaminergen Diffe- renzierung konnte nicht beobachtet werden.

Bibliografische Beschreibung Name: Elena Wolfram Titel: Differenzierung humaner neuraler Vorläuferzellen auf Beschichtungen mit Polydopamin und Collagen Institut: Medizinische Fakultät der Universität Leipzig, Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor medicinae (Dr.med.) 85 Seiten, 9 Abbildungen, 7 Tabellen, 194 Quellen Der Morbus Parkinson gehört zu den häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. Forschungen auf dem Gebiet der Zelltransplantation können einen vielversprechenden kurativen Ansatz aufzeigen. Im Interesse dieser Promotion standen die Generierung von dopaminergen Neuronen aus humanen neuralen Vorläuferzellen (hNPC) und die Untersuchung des Einflusses der extrazellulären Matrixproteine (EZM) Polydopamin (PDA) und Collagen auf diese. Aufgrund begrenzter Ressourcen und ethischer Bedenken im Hinblick auf die Gewinnung humaner neuraler Vorläuferzellen aus Embryonen war eine Steigerung der Genese dopaminerger Neuronen in vitro für eine Etablierung der Zelltransplantation als Behandlungsmethode notwendig. In dieser Promotionsarbeit wurde das Standardprotokoll für die Kultivierung humaner neuraler Vorläuferzellen durch Zugabe von PDA, Collagen I (Cl) und Collagen II (CIl) in unterschiedlichen Kombinationen ergänzt. Die verwendeten EZM wurden aufgrund ihrer bekannten Anhaftungseigenschaften ausgewählt, um ein gleichmäßig adhärentes Wachstum der hNPCs am Kulturflaschenboden zu erreichen. Die Untersuchungen auf Transkript- und Proteinebene zeigen, dass eine Kombination der Standardbeschichtung aus Poly-L-Ornithin/Fibronectin (PLO/FN) mit PDA sowie PDA als Monobeschichtung die dopaminerge Genese der hNPCs nicht steigern konnte. Eine niedrige Konzentration an PDA in den Beschichtungen führte zu einem nichtadhärenten Wachstum der hNPCs und zur Ausbildung von Spheres. Höhere Konzentrationen an PDA hatten ein adhärentes Wachstum der Zellen in clusterförmigen Anordnungen zur Folge. Auf den Beschichtungen mit PLO/FN und Cl sowie Cll ohne den Zusatz von PDA zeigte sich eine signifikant höhere Expression des dopaminergen Markers Thyrosinhydroxylase (TH) in den Analysen durch ICC und Westernblot. Cl und Cll führten in Kombination mit der Standardbeschichtung PLO/FN zu einem gleichmäßig adhärenten Wachstum. Eine Kombination von PDA, Cl und Cll sowie der Standardbeschichtung PLO/FN führte nur unter Verwendung von höheren Konzentra- tionen PDA zu einem adhärenten Wachstum, eine Steigerung der dopaminergen Diffe- renzierung konnte nicht beobachtet werden.

Polydopamin, inspirerat av naturens förmåga att skapa starka adhesiva band, som exempelvis musslors fästförmåga, har potentialen att förbättra vidhäftningen av bärbara elektroniska enheter på huden. Dessa enheter, som blir allt vanligare inom hälsovårdssektorn, kräver effektiva och hudvänliga metoder för att kunna bäras kontinuerligt utan att orsaka irritation eller allergiska reaktioner. Genom att grunda sig i befintlig forskning kring polydopamins egenskaper och dess biomedicinska applikationer, undersöker studien hur denna polymer interagerar med hudytan och påverkar dess resistans och kapacitans. Valet av pH i experimenten var av central betydelse, eftersom tidigare studier har visat att polydopamins polymerisationsegenskaper kan variera avsevärt med pH-värdet vilket direkt påverkar polymerlagrets struktur och funktion. Metodologiskt tillvägagångssätt innefattade visuell utvärdering av polymerisation vid olika pH-värden och kontinuerlig övervakning av dopaminlösningens absorbans för att observera polymerisationsprocessen i realtid. Polymerisation av polydopamin på hudprover och i lösning bekräftades visuellt, och hudprovernas elektrokemiska impedans mättes före och efter behandling. Resultaten visade att polymerisationen accelererade vid högre pH-värden, med mest framträdande framsteg vid pH 9, vilket bekräftades genom absorbansmätningar. Ändringarna i hudens impedans var dock jämförbara med kontrollprover behandlade endast med PBS, vilket tyder på att polydopamins effekt på hudens elektrokemiska egenskaper är jämförbar med naturliga variationer. Polydopamin visade stark vidhäftningsförmåga till huden, men studien kunde inte definitivt fastställa adhesionens styrka. Forskningen understryker behovet av ytterligare undersökningar för att djupare förstå polydopamin-hudinteraktionerna, särskilt i relation till pH-värdets inverkan på polymerisationen och dess konsekvenser för hudens elektrokemiska respons.

Utveckling av biokompatibla ytor anses vara en stor utmaning inom medicinsk forskning. I allmänhet kommer medicinska implantat att beläggas av ett lager av icke-specifika proteiner några sekunder efter implantation. Detta sker oavsett implantatens konstruktionsmaterial. Det adsorberade skikt av proteiner aktiverar en värdförsvarsmekanism, känd som den främmande kroppsreaktionen, vilket slutligen resulterar i en fibrös icke vaskulär kapsel som isolerar implantatet från dess målvävnader. Utveckling av biokompatibla ytor är ett intressant forskningsområde och framförallt inom medicinsk forskning. Det är viktigt att använda en beläggning som inte leder till någon inflammatorisk respons eller vidhäftning av oönskade celler. Makrofager är en cellinje som är involverade i kroppens immunsystem vilket gör den intressanta i dylika studier. Syftet med studien var att undersöka celladhesion och inflammatorisk respons hos en makrofag cellinje in vitro. Undersökningen utfördes med polydopamine (PDA), polyetylenglykol (PEG) och proteas beklädda ytor. RAW 264.7-celler är en mus makrofag cellinje. Undersökningen av celladhesion utförs genom att odla celler i kontakt med olika ytbeläggningar och utvärderades genom att fotografera ytorna vid olika tider. Cytokinuttrycket avseende TNF-α analyseras med ELISA. Cellernas adhesionsförmåga och inflammatorisk respons studeras i olika fetalserumkoncentrationer. Resultatet visade ingen skillnad i celladhesion vid odling med olika fetalserumkoncentrationer. RAW 264.7-cellernas adhesionsförmåga varierade mellan olika ytbeläggningarna. RAW 264.7-cellerna visade även en starkare bindningsförmåga i de om ytbeläggningen gjorts under statiska förhållanden. RAW 264.7-cellerna visade preliminärt ingen skillnad i inflammatorisk respons mellan de olika ytorna som undersökts / Development of biocompatible surfaces are considered a great challenge within the medical research. In general a medical implant will be coated of a layer of non-specific proteins a few seconds after implantation. This happens regardless of the construction material of the implant. The adsorbed protein layer will activate a host-defense mechanism, known as the foreign body reaction, which evidently will result in a fibrous non-vesicular capsule that isolates the implant from its goal tissues. The development of biocompatible surface is an interesting research field. It is important to use a surface coating that does not contribute to an inflammatory response or adhesion of unwanted cells. Macrophages is a cell line that is naturally involved in the immune system in the body, which is interesting for such studies. The aim of this study is to examine cell adhesion and inflammatory response of a macrophage cell line in vitro. The investigation was performed using surfaces modified by polydopamine (PDA), polyethyleneglycol (PEG) and protease and combination thereof. RAW 264.7- cells is a mouse macrophage cell-line. The investigation of cell adhesion was performed using cells in contact with different surface coatings and evaluated by photographing the surfaces at various occasions. The cells ability to adhesion and the inflammatory response was studied in different fetal sera concentrations. The result show no difference in cell adhesion at different fetal sera concentrations. The RAW 264.7-cells adhesion varied for the different surface coatings. The RAW 264.7 cells showed a stronger adherence when the surface coating was done purely by diffusion. The RAW 264.7 cells preliminary showed no inflammatory response related to the tested surface coatings.

This diploma thesis deals with the optimization of the preparation of molecularly imprinted (MIP) nanoparticles doped with metal ions, selective for the selected protein. In this work, the model protein – chymotrypsinogen A was chosen as a template. The free radical polymerization method was used for the preparation of molecularly imprinted nanoparticles. Dopamine was used as a functional monomer because it is able to bind metal ions to each other. It also undergoes very rapid oxidative polymerization under alkaline conditions without the need for the addition of polymer reaction initiators. MIP optimization was performed by capillary electrophoresis with UV-Vis detection. The MIP thus prepared can serve as recognition elements in immunohistochemical analyzes that use LA-ICP-MS as a detection method. Their applicability for immunohistochemistry was studied using the dot block method.

The theoretical part of this diploma thesis deals with molecularly imprinted polymers. Properties of the monomers and templates used for the polymerization are described. Part is devoted to the preparation of molecularly imprinted polymers and interactions leading to the formation of imprinted polymers. Imprinting technologies and strategies, template removal methods, detection methods, and the advantages and disadvantages of the molecular imprinting are included. Also the applications in various fields, focusing mainly on the area of imprinting proteins and pathogens are discussed in details. The experimental part deals with optimization of the preparation of a molecularly imprinted polymer based on dopamine subsequently used especially for the isolation and detection of Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis. The polymer was coated over a microscope slide, into the 96-well microplate and on a surface of magnetic particles. Fluorescence spectrometry and fluorescence microscopy were used for analyte detection. The developed technique was capable of isolating the target (Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis) at relatively low concentrations (1.103 CFU.ml-1).

Magnetische Nanopartikel (MNP) wurden mit neuen Fettsäurederivaten modifiziert. Auf diese Art und Weise wurden wichtige biologische und organokatalytische Funktionen auf die Oberfläche von magnetischen Nanopartikeln aufgebracht. Das folgende Kapitel präsentiert eine Veränderung von mit Polydopamin (PDA) bedeckten magnetischen Nanopartikeln via CuAAC-Reaktion. Zum Beweis der Wirksamkeit dieser Methode wurden biologische Funktionen wie Biotin, Galaktose oder Dansyl an die magnetischen Nanopartikel über einen 1,2,3-Triazolring gebunden, ebenso Prolin als organokatalytische Einheit. Weiterhin wurde das unerwartete Verhalten von Polydopamin als Organokatalysator in Aldol- und Knoevenagel-Reaktionen gezeigt und untersucht. Für diese Reaktionen wurde ebenfalls das Recycling der mit PDA bedeckten Nanopartikel getestet. Desweiteren wurde gezeigt, daß PDA als reaktives Beschichtungsmaterial für oberflächeninitiierte Ringöffnungs-polymerisation von Lactid dienen kann. Somit kann Polymilchsäure (PLA) auf verschiedene Materialien, welche mit PDA beschichtet sind, aufgebracht werden – MNP, Kohlenstoff-beschichtete Eisennanopartikel, oder Aluminiumoxid. Das letzte Kapitel beschäftigt sich mit dem Einsatz von Polyacrylaten zur Funktionalisierung von MNP. Mit dieser Methode wurden Prolin-, Lysin- und Threoninderivate an die MNP gebunden. Die katalytische Aktivität dieser neuen Materialien wurde untersucht. / Magnetic nanoparticles (MNP) were modified with new fatty acid derivatives. In this way important biological and organocatalytic functions were introduced on the surface of magnetic nanoparticles. The following chapter is presenting a modification of polydopamine (PDA) coated magnetic nanoparticles via CuAAC reaction. As a proof of principle biological moieties like biotin, galactose, dansyl were bound to magnetic nanoparticles through a 1,2,3-triazole ring, as well as proline – an organocatalytic unit. Further unexpected behaviour of polydopamine as organocatalyst for aldol and Knoevenagel reaction was demonstrated. Recycling of MNP covered with PDA was tested for the aforementioned reactions. Furthermore, it has been proved that PDA may serve as reactive coating agent for surface initiated ring opening polymerization of lactide. As a result polylactic acid (PLA) can be introduced on different materials covered with PDA - MNP, carbon covered iron magnetic nanoparticles or aluminium oxide. The last chapter is describing the employment of polyacrylates for functionalization of MNP. Using this method proline, lysine and threonine derivatives are fixed to MNP. The catalytic activity of the newly prepared materials was investigated.

Gegenstand dieser Arbeit ist die Synthese neuer funktioneller Materialien unter Zuhilfenahme von Blockcopolymerpartikeln als „soft templates“ und die Untersuchung ihrer Anwendungsmöglichkeiten als Katalysator- und Energiespeichermaterialien. Drei Arten von Kompositpartikeln mit komplexen Strukturen wurden synthetisiert: Palladium@poly(styrol-b-2-vinylpyridin)@Dodecanthiol-Gold (Pd@PS-P2VP@DT-Au) Hybridpartikel, Polydopamin@Gold (PDA@Au) Nanoreaktoren und poröse Ti4O7 Partikel mit verbundener Porenstruktur. Im ersten Teil der Arbeit wurden Pd@PS-P2VP@Au Kern-Schale Partikel, bestehend aus DT-Au Aggregaten als Kern, umgeben von mit Palladium Nanopartikeln beschichtetem PS-P2VP als Schale hergestellt. Die auf die strukturierte P2VP Schale aufgebrachten Palladium Nanopartikel weisen im Vergleich mit anderen bekannten Systemen gute katalytische Eigenschaften für die Reduktion von 4-Nitrophenol mit NaBH4 auf. Im zweiten Teil wurden zum ersten Mal PDA@Au Nanoreaktoren mit verbundener Porenstruktur unter Verwendung einer „soft template“-Methode synthetisiert. Dabei wurden poröse PS-P2VP Partikel als Template verwendet. Mittels Elektronentomografie (ET) konnte die verbundene Porenstruktur mit den darin gleichmäßig verteilten Gold Nanopartikeln direkt abgebildet werden. Die PDA@Au Partikel wurden mithilfe der katalytischen Reduktion von 4-Nitrophenol kinetisch untersucht. Im dritten Teil wurden poröse Ti4O7 Partikel mit verbundener Porenstruktur als neuer Typ von Schwefel Wirtsmaterial für Lithium-Schwefel Batterien unter Zuhilfenahme von porösen PS-P2VP Templatpartikeln entwickelt. Die elektrochemische Untersuchung von Ti4O7/S und kohlenstoffbeschichtetem Ti4O7/S beim Einsatz als Kathodenmaterial ergab hervorragende Leistungsdaten von 1219 mAhg−1 bzw. 1411 mAhg−1 für die Anfangskapazität und eine Kapazitätserhaltung von 74% bzw. 77% nach 200 Zyklen. / The present thesis focuses on the synthesis of novel functional materials by using block copolymer particles as soft templates. Three types of particles with complex structures have been synthesized, involving palladium@poly(styrene-b-2-vinylpyridine)@dodecanethiol-gold (DT-Au) (Pd@PS-P2VP@DT-Au) hybrid particles, polydopamine@gold (PDA@Au) nanoreactors with Au nanoparticles immobilized in PDA channels, and porous Ti4O7 particles with interconnected-pore structure. Their possible applications as catalyst and energy storage materials have been studied. In the first part of the thesis, Pd@PS-P2VP@DT-Au core-shell particles, which consist of dodecanethiol-gold (DT-Au) aggregation as core and Pd coated PS-P2VP as shell, have been fabricated based on the Rayleigh instability of polymer nanotubes inside Anodic Aluminium Oxide (AAO) porous membranes. The hybrid particles show efficient catalytic activity for the reduction of 4-nitrophenol by NaBH4. The catalytic activity has been compared with other reported systems. In the second part, PDA@Au nanoreactors with interconnected channel structures have been synthesized for the first time by using porous PS-P2VP particles as soft template. Electron tomography (ET) provides direct visualization of the interconnected pore structure of the nanoreactors, inside of which Au nanoparticles are homogeneously embedded. Such PDA@Au particles have been explored as nanoreactors for kinetic studies using the reduction of 4-nitrophenol as the model reaction. In the third part, porous Ti4O7 and carbon-coated Ti4O7 particles with interconnected-pore structure have been developed as efficient sulfur-host material for lithium-sulfur batteries by using porous PS-P2VP particles as template. The Ti4O7/S and carbon-coated Ti4O7/S composites show excellent electrochemical performance with initial capacities of 1219 mAh g−1 and 1411 mAh g−1, capacity retentions of 74% and 77% after 200 cycles, respectively.

In der vorgelegten Arbeit werden sowohl effiziente als auch einfache Modifikationsansätze zur funktionalen Polymerumhüllung von Gibbsit-Plättchen präsentiert. Die plättchen-förmige Morphologie bleibt dabei nach der Polymerumhüllung erhalten. Im ersten Teil wird ein einfacher Ansatz zur Synthese von anisotropen, plättchen-förmigen Gibbsit-Polydopamin (G-PDA) Partikeln vorgestellt. Au NPs von kontrollierbarer Größe wurden auf der G-PDA Partikeloberfläche gebildet. Diese zeigten katalytische Aktivität zur Reduktion von 4-Nitrophenol und Rhodamin B (RhB) mittels Borhydrid. Die Partikel können durch ihre große, plättchen-förmige Kontaktfläche und der stark adhäsiven Eigenschaften der PDA Hülle einfach mittels Spin-Coating auf Siliziumsubstrate aufgebracht werden. Der so präparierte Nanokatalysator kann nun einfach wiederaufbereitet werden und zeigt hervorragende Wiederverwendbarkeit. Im zweiten Teil wurden anisotrope, hybride Kern-Schale Mikrogele mit wohldefinierter Struktur synthetisiert. Dabei bilden die Gibbsit Nanoplättchen den Kern und vernetztes, thermosensitives Poly(N-isopropylacylamid) die Hülle. Depolarisierte dynamische Lichtstreuung zeigte, dass die hybriden Mikrogele im kollabierten Zustand durch die plättchen-förmigen Kerne eine anisotrope Form annehmen. Der dritte Teil der Arbeit befasst sich mit der Herstellung von hochdispergierbaren, mesoporösen und stickstoffhaltighohle Kohlenstoff-Nanoplättchen. Diese neuartige Kohlenstoff-Nanostruktur wurde mittels sogenannter Silika-Nanocasting Technik unter Veswendung von hexagonalen Gibbsit-Templat und Dopamin als Kohlenstoffquelle synthetisiert. Solche hohlen Kohlenstoff-Nanostrukturen weisen exzellente, kolloidale Stabilität in wässrigen Medien vor und können direkt als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren verwendet werden. Außerdem können sie in polyionischen Flüssigkeiten hohe Kapazitäten erzielen, wobei gleichzeitig eine hervorragende elektrochemische Stabilität gewährleistet wird. / In the present thesis, efficient and simple modification approaches have been developed to coat gibbsite platelets with a controllable thickness of functional polymer shell, which preserves the plate-like morphology after the polymer coating. In the first part, a facile approach has been presented for the synthesis of anisotropic plate-like gibbsite-polydopamine (G-PDA) particles. Au NPs with tunable size have been formed on the G-PDA particle surface, which show efficient catalytic activity for the reduction of 4-nitrophenol and Rodamine B (RhB) in the presence of borohydride. Such nanocatalysts can be easily deposited on silicon substrate by spin coating due to the large contact area of the plate-like G-PDA particles and the strong adhesive behavior of the PDA layer. The substrate-deposited nanocatalyst can be easily recycled, which shows excellent reusability. Secondly, anisotropic hybrid core-shell microgels with well-defined structures have been synthesized using gibbsite nanoplate as core and crosslinked thermosensitive poly(N-isopropylacrylamide) as shell. The analysis by depolarized dynamic light scattering shows that the hybrid microgels have an anisotropic shape in the collapsed state, caused by the anisotropy of the plate-like core. In the third part, highly dispersible mesoporous nitrogen-doped hollow carbon nanoplates have been synthesized as a new carbon nanostructure via silica nanocasting technique using dopamine as carbon precursor and hexagonal-shaped gibbsite as template. Such hollow carbon nanoplates show excellent colloidal stability in aqueous media and can be directly applied as electrode materials in supercapacitors, which offer high capacitance and excellent electrochemical stability when using poly(ionic liquid) nanoparticles as binder.

In dieser Arbeit wurden verschiedene Materialien durch das Pfropfen von Polymerbürsten auf Poly(dopamin) (PDA) und Graphen (G) synthetisiert. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf sog. strain-engineering von Graphen und Synthese von Janus-Membranen gelegt. Die Kombination aus PDA-Oberflächenchemie und oberflächeninitiierter Cu(0)-vermittelter kontrolliert radikalischer Polymerisation (SI-CuCRP) wurde als robuste und vielseitige Methode zur Synthese von Polymerbürsten etabliert. Dabei können Schichtdicken von einigen hundert Nanometern innerhalb 1 h erreicht werden. Die Zugänglichkeit der Endgruppen bleibt erhalten, was die Synthese von Pentablockcopolymerbürsten ermöglicht. Dies stellt die bis dato höchste Blockzahl für oberflächengebundenes Copolymer dar. Zudem erlaubt die SI-CuCRP eine einfache und hocheffiziente Synthese von Polymerbürsten mit definierten Gradienten und Strukturen sowie die Funktionalisierung von natürlichen Membranen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde diese Methode zur Funktionalisierung von Graphen mit Polymerbürsten angewendet. Aufgrund des hohen sterischen Drucks innerhalb der Bürsten, sollte die resultierende chemisch-mechanische Beanspruchung zu einer Deformation des Graphens und einem straintronic-Effekt führen. Die Bewertung und Quantifizierung der chemisch-mechanisch induzierten Belastung ist jedoch problematisch. Vermutlich führt die induzierte mechanische Spannung zum Bruch bzw. Reißen der Graphenschicht, wenn die Pfropfungsdichte und Schichtdicke der Polymerbürsten zunimmt. Diese Annahme wird durch neueste Literatur gestützt. Dennoch wurde eine ganze Reihe von Polymermodifikationen auf Graphen erhalten, um (gerichtete) Faltenbildung verschiedener Größenordnungen zu erzielen. Im Zusammenhang der Materialsynthese wurden sowohl aus PDA als auch aus Graphen Janus-Membranen, sog. Janus polymer carpets, hergestellt. Hierzu wurde entweder sequentieller Transfer freistehender Polymerteppiche oder einseitige, sequentielle Polymerisation auf Graphen genutzt. Auf diesem Weg wurden Janus-Membranen hergestellt, die hydrophob/hydrophil, nicht-sensitiv/T sensitiv oder nicht sensitiv/pH sensitiv sind oder eine Polymerbürsten/Flaschenbürsten-Architektur besitzen. Diese kann allerdings Reihe auf einfache Weise erweitert werden. Alle hergestellten Janus polymer carpets weisen typischerweise eine Größe von ca. 1 cm² auf. Unter Berücksichtigung ihrer Gesamtdicken, die im Bereich von max. einigen hundert Nanometern liegen, betragen die Aspektverhältnisse zwischen 10000 und 100000. In Kombination mit der strukturellen Vielfalt von Polymerbürsten bieten die vorgestellten Methoden einen einzigartigen Weg zu einer ganzen Palette neuartiger 2D-Materialien mit einstellbaren Eigenschaften. Das hervorragende Faltverhalten von strukturierten Janus polymer carpets macht sie besonders interessant für gerichteten Transport und Bewegung oder kontrollierte Verformung.