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Projekt
Funktionalisierte Käfigkohlenwasserstoffe und ihre Anwendungen als Weißlichtemitter
Antragsteller
Professor Dr. Peter R. Schreiner, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Förderung
Förderung seit 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398143140
Das Projekt konzentriert sich auf die Herstellung organischer Weißlicht-erzeugender (WLG) Materialien auf Basis von Diamantoid- und Cubankernen, bei denen durch gezielte Funktionalisierung die molekularen Eigenschaften und damit die WLG-Emission beeinflusst werden. Dazu gehört das screening geeigneter WLG-Kandidaten deren Cluster-Morphologien sowie physikalische Eigenschaften dann in weiteren FOR 2824-Gruppen gemessen werden. Wir werden auch Dichtefunktionaltheorie-Rechnungen an Einzelmolekülen durchführen, um die Auswirkungen der Funktionalisierung zu bewerten. Vier grundlegende Fragen werden adressiert: 1) Welche Rolle spielt die Inversionssymmetrie für die WLG der hochsymmetrischen molekularen Kernstruktur? Dies wird mit Diamantan (D3d)- und Cuban (Oh)-Kernen untersucht und mit den etablierten Adamantan (Td)-Derivaten verglichen. 2) Sind Gläser optimale und reproduzierbar amorphe Materialien, um WLG zu induzieren? 3) Sind in ähnlicher Weise Polymere geeignete WLG-Materialien? 4) Sind die synthetischen Ansätze und die daraus resultierenden Materialien nachhaltig in Bezug auf Lieferkette, Kosten, Handhabung, Abbau und Wiederverwendung? Dies wird in vier Arbeitspaketen (AP) angegangen: AP1) beschreibt die Synthese neuer Kernmaterialien und die Abstimmung ihrer Eigenschaften: Da sich der Adamantan-Kern als wertvoller WLG-Baustein erwiesen hat, werden wir unsere Untersuchungen erweitern auf Diamantan und verwandte Cubanderivate mit einer Vielzahl von Substituenten (v.a. substituierte Arylsysteme mit Elektronendonor- und Akzeptorsubstitution). AP2) untersucht den Einfluss und die Kontrolle der Amorphizität komplementärer organischer und anorganischer (aus A1 (Dehnen)) Materialien. Mit dem jüngsten Erfolg bei der reproduzierbaren Herstellung von Gläsern unserer Materialien und eutektischen Mischungen durch Mischen mit Materialien von A1 (Dehnen) werden wir diesen Aggregatzustand erforschen, da dies ein einfacherer Weg ist, amorphe Materialien herzustellen. Zweitens sind Glasbeschichtungen für eine Vielzahl von Anwendungen leicht zugänglich, und wir werden untersuchen, auf welchen Oberflächen Gläser hergestellt werden können, beginnend mit Glas-auf-Glas, um WLG direkt zu nutzen. AP3) befasst sich mit der Herstellung und Prüfung biologisch abbaubarer Polymere als Alternative zu amorphen Materialien, die ebenfalls nachhaltig gemacht werden können. Polymere würden viele Anwendungen ermöglichen, beispielsweise als Beschichtungen für WLG, bei denen Flexibilität erforderlich ist. Von Anfang an werden wir die biologische Abbaubarkeit durch die Verwendung von Polyester- und Polyamidbindungen implementieren. AP4) unterstützt die experimentellen Studien und das rechnergestützte Vorscreening der molekularen Eigenschaften vorgeschlagener Einzelmolekülstrukturen zur Steuerung der Synthese.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
