Organische Gelbildner in flüssigkristallinen Phasen

• Applicant: Professor Dr. Rudolf Zentel
• Subject Area: Preparatory and Physical Chemistry of Polymers
• Term: from 2005 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5450772

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

Im Rahmen des Gesamtprojektes wurden zwei Klassen von organischen Gelbildnern synthetisiert und eingehend untersucht. Hierbei konnten neuartige auf Semicarbazide basierende Gelbildner hergestellt werden, die eindimensionale nadelförmige Nanostrukturen ausbildeten (überwiegend erste Antragsperiode). Über die Integration UV-schaltbarer funktioneller Gruppen in diese Gelbildner gelang es, eine reversible durch äußere Stimuli gesteuerte Vergelung flüssigkristalliner Phasen zu erreichen. Die Verwendung ferroelektrischer Flüssigkristalle als Dispersionsmedium erlaubte es darüber hinaus die Vergelung mit Hilfe der dielektrischen Spektroskopie zu messen. Damit konnte eine einfache Methode zur Detektion der Gelbildung in polaren smektischen Phasen entwickelt werden. Die als zweite große Klasse untersuchten Bisacylharnstoffe bildeten bei der Vergelung überwiegend zweidimensionale Schichtstrukturen aus. Durch chemische Modifikation der Gelbildner konnten eine große Anzahl verschiedener funktioneller Gruppen in diese Schichtstrukturen integriert werden. Damit gelang es Nanostrukturen zu erzeugen, die sich als Template zur Bildung komplexer Überstrukturen aus Nanopartikeln eignen. Dies wurde durch die kontrollierte Abscheidung von Goldnanopartikeln demonstriert, die sich je nach Prozessführung und verwendeter funktioneller Gruppe über die Nanopartikelkonzentration oder den pH-Wert steuern ließ.

Publications

• Gelling and the collective dynamics in ferroelectric liquid crystals. Soft Matter, 4, 1237-1241 (2008)
  Rachid Meziane, Martin Brehmer, Ulrich Maschke and Rudolf Zentel
  
• Two Dimensional Self-Assembly of Disulfide Functionalized Bisacylurea: a Nanosheet Template for Gold Nanoparticie Anrays. Chem. Commun. 46, 5343 - 5345 (2010)
  Jong-Uk Kim, Ki-Hyun Kim, Niko Haberkorn, Peter J. Roth, Jong-Chan Lee, Patrick Theato and Rudolf Zentel
  
• Organic Nanosheets with Charged Surface: Two dimensional selfassembly of a non-symmetric bis-acylurea with pyridyl end group. Soft Matter 7, 2019 - 2024 (2011)
  Jong-Uk Kim and Rudolf Zentel
  
• Two-Dimensional Self-Assembly of Bis-acylureas Having Various Functional End Groups. J. Colloid & Interface Science 359, 428-435 (2011)
  Jong-Uk Kim, Riju Davis and Rudolf Zentel