Dr. Thomas Parton

Gruppenleiter/-in
Sustainable and Bio-inspired Materials
K-2.230

Forschungsinteressen

Meine aktuellen Forschungsinteressen konzentrieren sich auf drei miteinander verbundene Themenbereiche:

  • Selbstorganisation und Demontage: Untersuchung, wie Bausteine im Nanomaßstab dazu gebracht werden können, spontan neue Materialien mit außergewöhnlichen Eigenschaften und Verhaltensweisen zu bilden.
  • Chiralitätstransfer: Erforschung, wie die Aufhebung der Spiegelsymmetrie auf einer kleinen Skala (z. B. bei der Stereoisomerie von Molekülen) die Eigenschaften und das Verhalten von Strukturen auf größerer Skala beeinflusst.
  • Optik: Einsatz von Licht, insbesondere von sichtbarem Licht, zur Charakterisierung und Kontrolle von Systemen aus weicher Materie.

Ein faszinierendes experimentelles System, das all diese Themen miteinander verbindet, ist die chirale Selbstorganisation von Cellulose-Nanokristallen (CNCs) zur Bildung photonischer Filme [1]. CNCs sind stäbchenförmige Nanopartikel, die in wässriger Suspension spontan eine linkshändige cholesterische Flüssigkristallphase bilden und zur Herstellung strukturell gefärbter Filme verwendet werden können (siehe auch https://www.mpikg.mpg.de/6828900/researchtopic-cellulose-nanocrystal-self-assembly für weiterführende Informationen). In meiner bisherigen Forschung habe ich die Beziehung zwischen der Morphologie einzelner CNC-Partikel und ihrer Anordnung in meso- und makroskopischen Phasen untersucht, was zur Aufklärung des Mechanismus des Chiralitätsübertrags über verschiedene Längenskalen hinweg führte [2]. Zudem habe ich den Einsatz winkelaufgelöster optischer Spektroskopie an CNC-Filmen erforscht, um Rückschlüsse auf den Beginn der kolloidalen Gel- oder Glasbildung in trocknenden Suspensionen zu ziehen [3].

Abbildung 1: Entwicklung einer CNC-Suspension mit steigender Konzentration vom isotropen Zustand (a) über die Bildung der cholesterischen Phase in Form von Taktoiden (nicht maßstabsgetreu) (b) bis zur vollständig cholesterischen Polydomänenstruktur (c), die kinetisch gestoppt wird und zu einem festen, helikalen photonischen Film trocknet (a-c Copyright © 2023 The Authors 10.1021/accountsmr.3c00019 licensed under CC BY 4.0) (d). Die Einblendung zeigt die cholesterische Ordnung. Reproduziert mit freundlicher Genehmigung von 10.1002/adom.201600451 unter CC-BY. Copyright 2016 Die Autoren. (e) Typische CNC-Morphologie beobachtet im TEM. Daten aus 10.1038/s41467-022-30226-6. (f-h) Optische Charakterisierung über Längenskalen: (f) Foto eines photonischen Films in einer Petrischale mit 35 mm Durchmesser (g) polarisiertes optisches Mikrobild desselben Films mit (h) entsprechender polarisierter Mikrospektroskopie. Reproduziert mit Genehmigung von 10.1038/s41563-021-01135-8, Copyright 2021 Die Autoren. (i) Abstimmung der Farbe von photonischen CNC-Filmen über das sichtbare Spektrum durch Variation des Verhältnisses von zugesetztem Elektrolyt (NaCl) pro CNC-Trockenmasse in Einheiten von μmol/g. © Die Autoren https://doi.org/10.1021/accountsmr.3c00019 unter CC-BY 4.0

Weiterführende Veröffentlichungen:

[1] https://doi.org/10.1021/accountsmr.3c00019

[2] https://www.nature.com/articles/s41467-022-30226-6

[3] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/sm/d4sm00155a

Vita

Dr. Parton ist Gruppenleiterin in der von Prof. Silvia Vignolini geleiteten Abteilung für Nachhaltige und Bio-inspirierte Materialien am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung.

Dr. Parton schloss sein Studium der Naturwissenschaften (Physik und Physikalische Chemie) am University College London (UCL) und am California Institute of Technology ab und wurde mit der MAPS Faculty Medal (2015) ausgezeichnet. Er promovierte in Chemie an der Universität Cambridge, finanziert durch das NanoDTC MRes+PhD-Programm. Er wurde mit dem ACS CELL Division Graduate Student Award (2023) und der MRS Silver Medal (2022) ausgezeichnet. Anschließend erhielt er ein EPSRC Doctoral Award Stipendium an der Universität Cambridge. Seit September 2023 ist er Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung und seit Mai 2024 Marie Skłodowska-Curie Postdoctoral Fellow.

Publikationen

https://orcid.org/0000-0001-7153-1042

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