Systems chemistry: new external stimuli, molecular tools and applications
系统化学:新的外部刺激、分子工具和应用
基本信息
- 批准号:239129828
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Independent Junior Research Groups
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Research on artificial chemical systems is expected to help us better understand some of the complex system effects in cell biology, and to find practical applications in molecular sensing, parallel chemical computing and material science. Systems chemistry is a young discipline that looks closely at the long-ignored dynamic processes occurring in complex chemical mixtures. Of particular interest are molecular networks that exhibit the ‘far-from-equilibrium’ phenomena ubiquitously found in macroscopic and (sub-)microscopic biological systems: self-replication, sustained (chemical) oscillations or non-linear responses to stimuli. Open questions in this area include: how can out-of-equilibrium systems best be created and what are suitable energy sources? Which transformations comprise the toolbox of systems chemistry? What are possible applications?The proposed research program will address all of these challenges by exploring new physical stimuli for the perturbation of dynamic molecular networks, developing a largely overlooked reversible covalent reaction ideally suited for molecular sensing, and approaching the chemistry of synthetic carbon allotropes, for the first time, from a systems chemistry perspective.In subproject 1, ultrasound and pH-oscillators will be coupled with dynamic combinatorial libraries to produce out-of-equilibrium effects, such as self-sorting, chemical oscillations and directional translational motion in a sonication-driven molecular motor. In subproject 2, the acid-lability and tripodal structure of orthoesters will be exploited for the templated self-assembly of new dynamic macrocycles, as well as C3-symmetric cryptands, and the potential of such architectures for sensing of organic molecules and metal cations will be explored. In subproject 3, the reach of systems chemistry will be extended to three different types of fullerenes and graphene oxide, whose reversible covalent functionalization could open up opportunities for applications in organic electronic devices.
人工化学系统的研究有望帮助我们更好地理解细胞生物学中一些复杂的系统效应,并在分子传感、并行化学计算和材料科学中找到实际应用。系统化学是一门年轻的学科,它密切关注发生在复杂化学混合物中长期被忽视的动态过程。特别令人感兴趣的是分子网络,它表现出在宏观和(亚)微观生物系统中普遍存在的“远离平衡”现象:自我复制、持续(化学)振荡或对刺激的非线性反应。这一领域的开放问题包括:如何最好地创建非平衡系统以及什么是合适的能源?哪些转化构成了系统化学的工具箱?有哪些可能的应用?拟议的研究计划将通过探索动态分子网络扰动的新物理刺激,开发一种非常适合分子传感的被忽视的可逆共价反应,以及首次从系统化学的角度接近合成碳同素异形体的化学,来解决所有这些挑战。在子项目1中,超声波和ph振荡将与动态组合文库耦合,在超声驱动的分子马达中产生非平衡效应,如自分选、化学振荡和定向平移运动。在子项目2中,正构酯的酸稳定性和三脚结构将被用于新的动态大环和c3对称密码子的模板自组装,并将探索这些结构在有机分子和金属阳离子传感方面的潜力。在子项目3中,系统化学的范围将扩展到三种不同类型的富勒烯和氧化石墨烯,其可逆共价功能化可能为有机电子器件的应用开辟机会。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Über den Trend vom Molekül zum System
关于从分子到系统的趋势
- DOI:10.1002/nadc.20194087037
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. von Delius;S. Hollstein
- 通讯作者:S. Hollstein
Adaptive Behavior of Dynamic Orthoester Cryptands.
- DOI:10.1002/anie.201609855
- 发表时间:2017-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Oleksandr Shyshov;R. Brachvogel;Tobias Bachmann;R. Srikantharajah;D. Segets;F. Hampel;R. Puchta;
- 通讯作者:Oleksandr Shyshov;R. Brachvogel;Tobias Bachmann;R. Srikantharajah;D. Segets;F. Hampel;R. Puchta;
Morphological and electrical control of fullerene dimerization determines organic photovoltaic stability
- DOI:10.1039/c5ee02912k
- 发表时间:2016-01-01
- 期刊:
- 影响因子:32.5
- 作者:Heumueller, Thomas;Mateker, William R.;Brabec, Christoph J.
- 通讯作者:Brabec, Christoph J.
Heterofullerenes: Doped Buckyballs
- DOI:10.1002/9783527648160.ch9
- 发表时间:2016-12
- 期刊:
- 影响因子:0.9
- 作者:M. Delius;A. Hirsch
- 通讯作者:M. Delius;A. Hirsch
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