Strukturinduzierte Änderung der optischen Eigenschaften von Metallo-supramolekularen Polyelektrolyten in einer polymeren Matrix

• Antragsteller: Professor Dr. Dirk G. Kurth
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246172922

In diesem Projekt soll eine neue Klasse von mechanochromen Polymerkompositen im Hinblick auf ihre Struktur-Eigenschaftenbeziehungen untersucht werden. Die Komponenten der Komposite bestehen zum einen aus metallo-supramolekularen Polyelektrolyten (MEPE) und zum anderen aus einem Polymer. Über das Polymer werden die viskoelastischen Eigenschaften des Komposits definiert, während das MEPE als mechano-responsive Funktionseinheit fungiert. Die Hypothese des mechanisch induzierten Farbwechsels der Komposite basiert auf der Annahme, dass eine Krafteinwirkung auf die Komposite zu einer Änderung der Koordinationsgeometrie in den MEPE führt und somit zu einer Änderung der optischen Eigenschaften. Erstes Projektziel ist die Darstellung von definierten Polymer-Kompositen, die einen Farbübergang bei mechanischer Belastung zeigen. Als zweite Aufgabe soll der Mechanismus des Farbüberganges aufgeklärt und die oben genannte Hypothese überprüft werden. Dazu erfolgt die Untersuchung der Koordinationssphäre des Metallions mittels spektroskopischer Methoden wie Raman-, Röntgenfluoreszenz- und Röntgenabsorptionsspektroskopie in Abhängigkeit vom Material und von definierter mechanischer Belastung. Der Einbau von fluoreszierenden Liganden erlaubt außerdem die Untersuchung von geringen MEPE Konzentrationen in den Kompositen mittels Fluoreszenzspektroskopie. Durch den modularen Aufbau aus Liganden, Metallionen und Gegenionen können die MEPE gezielt verändert werden, um die Wechselwirkung mit der polymeren Matrix und den mechanochromen Effekt zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr. Guntram Schwarz