Graphen-basierende, zwei-dimensionale poröse und ionische Polymernetzwerke und Kohlenstoff-Nanosheets für die Anwendung in Superkondensatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Ullrich Scherf
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392204060

• Erstellungsjahr: 2022

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Arbeiten beschäftigten sich mit der Herstellung von ionischen, Diazapentacenium-haltigen Stufenleiterpolymeren und dazugehörigen Modellverbindungen. Azapentacene besitzen fünf linear annelierte aromatische Ringe und können im Festkörper Halbleitereigenschaften aufweisen. Aufgrund ihrer Materialeigenschaften sind sie von Interesse für die Herstellung elektronischer Bauelemente. Ziel der Arbeiten war die Synthese von neuartigen, kationischen Diazapentacenium- Polymeren mit hoher Löslichkeit sowie hinreichender Oxidations- und Photostabilität. Für die Herstellung dieser Polymere wurde ein Synthesekonzept erarbeitet, in welchem zunächst über eine Buchwald-Hartwig-Kupplung ein offenkettiges (einsträngiges) Precursorpolymer, und anschließend das korrespondierende Stufenleiterpolymer polymeranalog in einer Zyklisierungsreaktion hergestellt wurde. Die eingesetzte Säure definiert hierbei das Gegenion zum kationisch geladenen Polymerrückgrat. Für eine detaillierte Analyse der hergestellten kationischen Diazapentacenium- Polymere wurden zwei Modellverbindungen hergestellt und intensiv auf Aggregationseffekte untersucht.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Boosting Oxygen Reduction of Single Iron Active Sites via Geometric and Electronic Engineering: Nitrogen and Phosphorus Dual Coordination, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 2404–2412
  K. Yuan, D. Lützenkirchen-Hecht, L. Li, L. Shuai, Y. Li, R. Cao, M. Qiu, X. Zhuang, M. K. H. Leung, Y. Chen, U. Scherf,
  
• Cationic Diazapentacenium Polymers Made in a Sequence of C-N Cross Coupling Polymerization and Acid‐Mediated Postpolymerization Cyclization, Macromolecular Rapid Communications 2021, 42, 2100370
  D. Wetterling, M. Forster, A. C. B. Rodrigues, J. S. Seixas de Melo, U. Scherf
  
• Tuning J‐aggregate Formation and Emission Efficiency in Cationic Diazapentacenium Dyes, Chemistry - A European Journal 2021, 27, 7826-7830
  A. C. B. Rodrigues, D. Wetterling, U. Scherf, J. S. Seixas de Melo