Alkin-basierte Kohlenstoffnanomaterialien: Oberflächen-gestützte Synthese und komplementäre Charakterisierung.

• Antragsteller: Professor Dr. Johannes V. Barth, seit 12/2019
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326785818

Das Projekt zielt darauf ab hochentwickelte, kovalente Nanomaterialien aus alkin-basierten Ausgangsstoffen durch oberflächengestützte Synthese herzustellen und deren strukturelle, chemische und elektronische Eigenschaften auf Einzelmolekülniveau zu charakterisieren. Der gewünschte umfassende Einblick in die Eigenschaften der wohl-definierten Proben, die im Ultrahochvakuum erstellt werden, wird durch die Kombination von Untersuchungsmethoden erreicht, die Informationen mit komplementären Aspekten liefern. Im speziellen wird atomistische Rastersondenmikroskopie bei tiefen Temperaturen (5 K) mit submolekularer Auflösung von synchrotronbasierter Röntgenstrahlenspektroskopie mit hoher energetischer Auflösung ergänzt. Es ist geplant, durch die systematische Veränderung der Bestandteile des Probenherstellungsprozesses ein tiefgehendes Verständnis zu erhalten, wie das Design der Ausgangsverbindungen, der Oberflächentemplateffekt, und die Art der Reaktionsanregung die Qualität des resultierenden Nanomaterials beeinflussen. Darüber hinaus sollen auch alternative Kopplungsmechanismen und Reaktionswege untersucht werden, wie Reaktionen die durch atomare Tunnelprozesse oder katalytische Aktivität von reaktiven Adatomenausgelöst werden. Weiterhin sollen innovative Alkin-Halogen basierte Protokolle entwickelt werden, die auch photonische und elektronische Anregung beinhalten. Die gesammelten Erkenntnisse werden einen Grundstock legen für die atomgenaue Herstellung von neuen Kohlenstoffmaterialien mit eindrucksvollen, variablen Eigenschaften und Funktionalitäten, die für zukünftige Nanotechnologieanwendungen wünschenswert sind, unter anderem eine hohe mechanische Stabilität und Flexibilität, außerordentliche Ladungsträgerbeweglichkeiten und chemische Vielseitigkeit.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Florian Klappenberger, bis 12/2019