Die Rolle von unreaktiven Polyanionen in aktiven, chemisch regulierten komplexen Koazervaten

Abstract

AbstractKomplexe Koazervation beschreibt die Flüssig‐Flüssig‐Phasentrennung entgegengesetzt geladener Polymere. Aktive Koazervate sind Tröpfchen, in denen die Affinität eines der Elektrolyte durch chemische Reaktionen gesteuert wird. Diese Tröpfchen sind besonders interessant, weil ihre Eigenschaften durch die Reaktionskinetik streng reguliert werden. Sie dienen beispielsweise als Modell für membranlose Organellen, die häufig auch durch biochemische Transformationen, wie z. B. posttranslationale Modifikationen, gesteuert werden. Sie sind auch ein gutes Modell für Protozellen oder könnten zur Synthese von künstlichem Leben verwendet werden – sie entstehen spontan als Reaktion auf Reagenzien, konkurrieren und zerfallen, sobald alle Nährstoffe verbraucht sind. Allerdings ist die Rolle der unreaktiven Bausteine, z. B. der Polymere, bisher kaum verstanden. Mit unserer Arbeit zeigen wir die wichtige Rolle des unreaktiven Polyanions unserer chemisch betriebenen Koazervattropfen. Wir zeigen, dass das Polyanion den Lebenszyklus der resultierenden Tröpfchen drastisch beeinflusst, ohne den chemischen Reaktionszyklus selbst zu beeinflussen – entweder sind sie sehr dynamisch oder lösen sich nur verzögert auf. Darüber hinaus leiten wir den Mechanismus dahinter ab und zeigen, wie Additive und rationales Polymerdesign dazu beitragen können, die gewünschten Lebenszyklen von Koazervatemulsionen zu erzeugen.