Wasserstoffbrücken induzierte chiral-nematische Mesophasen - Ein modulares Konzept zur Untersuchung von supramolekularen Flüssigkristallen und ihres Anwendungspotenzials

• Antragsteller: Professor Michael Giese, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 349764126

Im Rahmen des Projektes soll ein neues, modulares Design für CLCs etabliert werden und in Hinblick auf potenzielle Anwendungen überprüft werden. Der bisherige Ansatz, CLCs durch das Dotieren nematischen Mesogenen mit entsprechenden chiralen Verbindungen zu erzeugen, hat bereits einige interessante Modellsysteme hervorgebracht. Allerdings ist die Synthese enantiomerenreiner photoschaltbarer Dotanden zur Manipulation der photonischen Eigenschaften mit Hilfe von Licht aufwendig und gelingt eher zufällig. Um diese Herausforderungen zu lösen, schlagen wir hier einen modularen Ansatz zu supramolekularen Flüssigkristallen vor, in denen die Chiralität über Wasserstoffbrücken eingebracht wird und somit integraler Bestandteil des funktionellen Aggregats ist. Dadurch können Inkompatibilitätseffekte wie Phasenseparation oder Auskristallisieren des Dotanden vermieden werden und der Syntheseaufwand minimiert werden. Außerdem eröffnet der supramolekulare Ansatz die Möglichkeit systematischen Studien zu Struktur-Eigenschafts-Beziehungen durchzuführen und somit ein rationales Verständnis der HB-CLC-Systeme zu erhalten, die über die konkreten Aggregate hinaus zu neuen Designprinzipien für die Entwicklung innovativer photonischer Materialien beitragen.Dazu soll zunächst die Effizienz des Chiralitätstransfers durch verschiedener Seitenketten untersucht werden und über die Bestimmung der HTP-Werte quantifiziert werden (Phase 1). Im Anschluss sollen die chiralen HB-Akzeptoren mit photo-schaltbaren Azopyridinen kombiniert werden und die Möglichkeit zur Manipulation der photonischen Eigenschaften durch Licht analysiert werden (Phase 2). Diese Untersuchungen bilden das Fundament für erste Studien in Richtung des Anwendungspotenzials von HB-CLCs als photonische Datenspeicher oder Sensoren (Phase 3).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen