Analytically controlled layer-by-layer self-assembly of macrocycles and rotaxanes

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Die sogenannte bottom-up-Strategie zur Herstellung neuartiger funktionaler Architekturen in der Nanotechnologie hat in der letzten Zeit an Bedeutung gewonnen. Selbstorganisation reduziert den notwendigen synthetischen Aufwand und stellt Reversibilität und damit eine Fehlerkorrektur sicher. Vor allem im Feld der molekularen Maschinen wurden Selbstorganisation und Templatsynthesen gewinnbringend eingesetzt. Bislang beziehen sich die meisten Studien jedoch auf die Eigenschaften dieser molekularen Maschinen in Lösung. Um makroskopische Effekte zu erzielen, sind größere geordnete Arrays nötig. Sie können unter anderem durch geordnete Abscheidung auf Oberflächen erzielt werden. Beispiele für Rotaxane, die auf Oberflächen adsorbiert oder dort zusammengesetzt wurden, existieren, aber nur wenige Ansätze zur effizienten Herstellung sind bekannt. Das vorliegende Projekt zielt auf die Abscheidung von Rotaxanen und ihren Reifen durch eine Schicht-auf-Schicht-Strategie. Wir haben schon früher gezeigt, dass größere, wohldefinierte Strukturen durch Selbstorganisation in Lösung erzeugt werden können, wenn auch ohne Richtungskontrolle. Der Schicht-auf-Schicht-Ansatz bietet die Möglichkeit, die Sequenz der auf der Oberfläche entstehenden Strukturen zu programmieren. Für jede Schicht können dann andere Rotaxane oder Makrocyclen gewählt werden.