Ein dual-responsives pH- und lichtschaltbares Tensid mit einer Spiropyran-Einheit: Untersuchungen zum Schaltmechanismus und Anwendung zur Steuerung von Emulsionsstabilitäten

Ein kationisches Tensid mit einer Spiropyran-Einheit wurde hergestellt, dessen oberflächenaktives Verhalten in dual-responsiver Weise einstellbar ist. Der Schaltmechanismus des Tensids beruht auf der umkehrbaren Umwandlung des nichtionischen Spiropyrans (SP) zu einer ionischen Merocyaninform (MC/H+), die über eine Änderung des pH-Wertes der Lösung oder durch Einstrahlung von Licht mit passender Wellenlänge ausgelöst werden kann. Das entsprechende pH-abhängige photoaktive Verhalten lässt sich so zusammenfassen, dass im Sauren ein ausgeprägter Unterschied zwischen der Oberflächenaktivität beider Formen des Tensids besteht, während dieses Verhalten im neutralen pH-Bereich unterdrückt ist. Die zugrundeliegenden Prozesse werden vertieft untersucht und eine thermodynamische Erklärung, der eine Verknüpfung aus theoretischen Betrachtungen und experimentellen Ergebnissen zu Grunde liegt, wird gegeben. Das komplexe stimuli-responsive Verhalten ermöglicht einen gesteuerten Eingriff in kolloidale Systeme. Mithin wird der pH-abhängige Manipulation einer durch das Tensid stabilisierten Öl-in-Wasser-Emulsion gezeigt, die die vorliegende Studie um eine Anwendung ergänzt.