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Ali Mohamed Awadelkareem Abdelrahman

• The first approach of this thesis is dedicated to the synthesis of aluminum based precursors with exactly known structures to be used for the preparation of nano materials for further application. Six different compounds were prepared from the reaction of LiAlH4 with AlCl3 and cyclopentanol in different molar ratios: [H2Al(O-C5H9)]6 [H(Cl)Al(O-C5H9)]2 1, [H6Al4(O-C5H9)6] 2, [Cl6Al4(O-C5H9)6] 3, [Al(O-C5H9)3]4 4, [H5Al5(O)(O-C5H9)8] 5, and [H4.5Cl0.5Al5(O)(O-C5H9)8] 6. All these compounds were obtained in a crystalline form and their molecular structures have been determined by using single crystal X-ray structure analysis as well as 1H and 13C NMR, IR spectroscopy and elemental analysis. The second approach of this dissertation is the modification of 1D Al/Al2O3 core/shell nano-wires with a fuoro-organophosphazene polymer. We have developed a super-hydrophobic surface by a dual surface treatment of 3D Al/Al2O3 nano-wire assemblies using chemical vapour deposition technique followed subsequently by surface modification with Poly[bis(2,2,2-trifluoroethoxy)phosphazene] (PTEFP). The so modified surfaces were fully characterized by SEM, XPS, Contact angle, and IR spectroscopy. This approach leads to the formation of stable ultra-hydrophobic surfaces without altering the general topographic nature of the surface initially created by the inorganic backbone. Exemplary properties and applications of the new hybrid surfaces versus different liquids are presented. This thesis is dealing with chemical and physical methods and results to develop such stable ceramic surfaces for potential use in patients with congenital and acquired heart disease. The developed ceramic surface in combination of nano-wires and polymer has proven to be mechanically and chemically stable and can be easily manufactured on metal mostly used for stents, such as stainless steal, nitinilol, or cobalt chrome.
• Der erste Teil dieser Doktorarbeit beschäftigt sich mit der Synthese von molekularen Precursoren mit Aluminium als Zentralelement und mit möglichst genau bestimmten Strukturen, die zur weiteren Anwendung für die Herstellung von Nanomaterialien verwendet werden sollen. Es wurden sechs verschiedene Verbindungen durch Reaktionen von LiAlH4 mit AlCl3 und Cyclopentanol, in unterschiedlichen Molverhältnissen umgesetzt, erhalten: [H2Al(O-C5H9)]6 [H(Cl)Al(O-C5H9)]2 1, [H6Al4(O-C5H9)6] 2, [Cl6Al4(O-C5H9)6] 3, [Al(O-C5H9)3]4 4, [H5Al5(O)(O-C5H9)8] 5, und [H4.5Cl0.5Al5(O)(O-C5H9)8] 6. Alle diese Verbindungen lagen in kristalliner Form vor und ihre Molekularstrukturen wurden durch Einkristall-Röntgenstrukturanalyse sowie 1H und 13C NMR, IR-Spektroskopie und Elementaranalyse bestimmt. Der zweite Teil dieser Dissertation ist die Veränderung von 1D Al/Al2O3-Kern/Schale-Nanodrähten mit einem Fluor-Organorphosphazen-Polymer. Wir konnten eine super-hydrophobe Oberfläche auf Substraten generieren, indem wir zunächst 3D Al/Al2O3-Kern/Schale-Nanodraht Strukturen durch chemische Gasphasenabscheidung bildeten und darauf nachträglich als weitere Schicht Poly[bis(2,2,2-trifluoroethoxy)phosphazene] (PTEFP) ablagerten. Die derart modifizierten Oberflächen wurden vollständig durch REM, XPS, Kontaktwinkelmessung und IR-Spektroskopie charakterisiert. Dieser Ansatz führt zur Bildung von stabilen ultra-hydrophoben Oberflächen, ohne die topographische Beschaffenheit der vormals anorganischen Schicht zu verändern. Exemplarische Eigenschaften und Anwendungen der neuen, hybriden Ober-flächen gegenüber unterschiedlichen Flüssigkeiten werden vorgestellt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit chemischen und physikalischen Methoden. Final wurden stabile keramische Oberflächen für eine spätere potenzielle Anwendung bei Patienten mit angeborenen oder erworbenen Herzfehlern entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass die entwickelten keramischen Oberflächen in Kombination mit Al/Al2O3-Nanowiren und PTFP über eine mechanische und chemische Stabilität verfügen. Ferner ist eine einfache Herstellung auf metallischen Substraten, die auch zur Produktion von Stents eingesetzt werden, wie Edelstahl, Nitinolol oder Chrom-Kobald-Gemischen, möglich.