Synthese, Selbstorganisation und Carbonisierung von kohlenstoffreichen Amphiphilen zu nanostrukturierten Kohlenstoff-Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Arne Thomas
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 89003653

Kohlenstoffreiche Amphiphile sollen als molekulare Vorläufer zur Herstellung neuer, nanostrukturierter Kohlenstoffmaterialien verwendet werden. Diese Strategie soll dabei eine genaue Kontrolle über Morphologie, Mikrostruktur und Oberflächenfunktionalität dieser Kohlenstoffe ermöglichen. Die Amphiphile sollen durch Kupplung von Oligoin-Segmenten (also „eindimensionalen“ Kohlenstoffen) an zum Beispiel Kohlenhydrate oder Oligo(ethylenoxid) Segmente synthetisiert werden. Die so hergestellten Amphiphile sollten, analog zu klassischen Tensiden, Selbstorganisation in Lösung oder Masse zeigen. Durch Variation der Segmentlängenverhältnisse wird es dabei möglich sein, kontrolliert verschiedene Mesostrukturen und -phasen einzustellen. Da die Oligoin-Segmente inhärent reaktiv sind, können diese unter milden Bedingungen carbonisiert werden. Es ist dabei zu erwarten, dass die zuvor gebildeten Mesophasen sich unter zumindest teilweisen Strukturerhalt in Kohlenstoff umwandeln lassen, was zur Synthese neuer Kohlenstoff-Materialien mit kontrollierter Morphologie (Nanostruktur), Mikrostruktur (amorph, graphitisch, diamantoid) und Oberflächenchemie genutzt werden soll. So könnten z.B. Kohlenstoff-Nanopartikel aus Kugelmizellen, Kohlenstoff-Nanostäbchen aus Zylindermizellen oder mesoporöse Kohlenstoff-Materialien aus thermotropen Phasen erhalten werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Beteiligte Person: Professor Dr. Holger Frauenrath