Struktur metallosupramolekularer, hierarchisch strukturierter Materialien mit periodisch geordneten Metall-Ligand-Komplexen

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Das Ziel des Projektes ist die Strukturauflösung von flüssigkristallinen metallosupramolekularen Dünnschichtmaterialien. Die Systeme bestehen aus Stapeln periodisch geordneter und über ditope Bis-terpyridin-Liganden gekoppelter Übergangsmetallionen, die vertikal durch Amphiphilschichten voneinander separierten sind. Diese metallosupramolekularen Kompositmaterialien können als Modellsysteme von 2D periodisch geordneten MetallLigand-Komplexen angesehen werden. Durch das Design der supramolekularen Architektur können die Nahordnung der MetallLigand-Komplexe und damit die Eigenschaften maßgeschneidert werden. Die konkrete Struktur und die thermisch induzierbaren Strukturänderungen dieser metallosuprachmolekularen Assemblagen sind weitestgehend unbekannt. Im Rahmen dieses Projektes soll daher die 3D-Architektur der Filme und die Nahordnung der Komplexe untersucht werden. Da wegen der fehlenden Kristallinität traditionelle Methoden der Röntgenstrukturanalytik versagen, soll die Struktur mittels temperaturaufgelöster Röntgen- und Spin polarisierter Neutronenreflexion als auch Streuung analysiert und die Nahordnung mittels EXAFS (extended X-ray absorption fine structure) bestimmt werden. Wenn wir die Struktur dieser Systeme im Detail besser verstehen, planen wir, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen aufzuklären, insbesondere das magnetische Verhalten als Funktion induzierter Strukturänderungen. Die hierbei verwendeten metallosupramolekularen PolyelektrolytAmphiphil-Komplexe (PAC) werden durch sequentiellen Selbstaufbau aus ditopen Liganden, Übergangsmetallionen und Amphiphilen hergestellt. Die Dünnschichtmaterialien werden durch die Langmuir-Blodgett-Methode gezielt aufgebaut. Um den Abstand zwischen den Metallionen und die Geometrie der Koordinationszentren gezielt zu verändern, sollen entsprechende Bis-terpyridine mit verschiedenen Metallionen und Amphiphilen assembliert werden. Das Projekt hat durch die Verzahnung von Gruppen mit unterschiedlichen Expertisen (Chemiker und Physiker) gute Erfolgsaussichten.