Molecular Nanostructures

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5485516

Forschungsfeld C umfasst Teilprojekte aus Chemie, Physik und Biologie, in denen die wissenschaftlichen Grundlagen für Atomzahl-exakte-Nanosysteme (AEN) erarbeitet werden. Dies erfordert das Verständnis der Eigenschaften und die Kontrolle der Anordnung von molekularen Bauteilen mit Größen von 0.3 bis 10 nm (ggf. auf einem Substrat). Materie zeigt in diesem Größenbereich starke Quanteneffekte. Entsprechende Bauteile lassen sich nur dann für AEN anwenden, wenn die notwendige atomare Präzision experimentell erzielt wird. Derzeit lassen sich u.A. homologe Cluster-Reihen sowie Kohlenstoff-Nanoröhren mit derart präziser Größenkontrolle und Variabilität erzeugen. Daher sind diese Substanzklassen von zentraler Bedeutung für das in vier Projekte aufgeteilte Forschungsfeld. C1 beschäftigt sich primär mit der Synthese ligandenstabilisierter Clusterverbindungen sowie der Bestimmung ihrer Struktur und größenabhängiger Eigenschaften. C3 umfasst die theoretische Beschreibung isolierter molekularer Nanostrukturen sowie deren Wechselwirkung mit anderen Molekülen und Oberflächen. Ein wichtiger Aspekt ist die Vorhersage sekundärer Eigenschaften, z.B. der optischen Absorption und Emission. Photolumineszenz bildet einen weiteren Schwerpunkt der experimentellen Arbeiten. C4 umfasst die Abscheidung und Untersuchung molekularer Nanostrukturen an Oberflächen. Dabei reicht das Spektrum von Eigenschaften isolierter Moleküle auf Oberflächen und in der Gasphase bis hin zur Charakterisierung neuartiger Materialien auf der Basis schwach kovalent verknüpfter Clustereinheiten. C5 befasst sich mit DNA vermittelter Selbstassemblierung von Kristallen mit einstellbaren Gitterparameter und Porengrößen im Nanometer Bereich zwecks Einbau von Nanoteilchen.

• DFG-Verfahren: Forschungszentren
• Teilprojekt zu: FZT 47: Centrum für Funktionelle Nanostrukturen
• Großgeräte: Components for ESI Deposition Apparatus ; Single Crystal X-Ray Measurement Setup ; Start-up investments "CFN Young Scientist Group"
• Gerätegruppe: 4010 Einkristall-Diffraktometer
• Antragstellende Institution: Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ; Campus Süd (aufgelöst)
• Teilprojektleiter: Professor Dr. Manfred Kappes