Bausteine aus Fulleren und Fulleren-Rezeptor reihen sich in Form
kurzer Ketten aneinander.
Unter dem Rasterkraftmikroskop sehen die winzigen Gebilde aus wie
Stückchen von nanoskopischen Perlenketten. In Wahrheit sind die
"Perlen" Fulleren-Moleküle, die über einen speziellen
fullerenbindenden Molekülteil untereinander verbunden sind. Spanische
Forscher erklären in der Zeitschrift Angewandte Chemie, wie sie diese
Nano-Perlen "aufgefädelt" haben.
Fullerene sind runde, käfigartige Moleküle aus 60 Kohlenstoffatomen,
deren Verknüpfungsmuster an die fünf- und sechseckigen Lederflicken
eines Fußballs erinnert. Vor kurzem hatte ein Team aus Madrid um
Nazario Martín einen neuartigen elektroaktiven "Fulleren-Rezeptor"
entwickelt, ein Molekül, das spezifisch die Oberfläche von Fullerenen
erkennt und daran bindet.
Nun sind die Forscher noch einen Schritt weiter gegangen: Sie haben
molekulare Chimären hergestellt, indem sie ihren Fulleren-Rezeptor an
ein Fullerenmolekül geknüpft haben. Der Rezeptor-Teil ist ein
Ringsystem aus insgesamt elf Ringen. Er erkennt den Fulleren-Teil
benachbarter Fulleren-Rezeptor-Chimären und nimmt ihn wie eine
Pinzette von zwei Seiten fest in die Zange. Auf diese Weise entstehen
lineare Aggregate aus perlenkettenartig aufgereihten Molekülen. Bis zu
35 "Perlen" lange Fragmente entdeckten die Forscher unter dem
Rasterkraftmikroskop.
Wenn der pinzettenartige Rezeptor das Fulleren "greift", legen sich
seine flachen aromatischen Ringe flächig auf die ebenfalls flachen
Ringsysteme der Fulleren-Oberfläche. Dabei entstehen spezielle
bindende Wechselwirkungen zwischen den Elektronen dieser Ringsysteme.
Zwischen den zueinander "komplementären" Elektronensystemen lassen
sich unter bestimmten Umständen Elektronen übertragen. Diese
Eigenschaft könnte die Fragmente interessant machen als neuartigen
Ausgangspunkt für effizientere optoelektronische Bauteile.
In jedem Fall repräsentiert der Aufbau dieses supramolekularen
Polymers einen neuen Ansatz zur kontrollierten Organisation
elektroaktiver Materialien.
Quellen und Artikel:
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Gustavo Fernández, Emilio M. Pérez, Dr., Luis Sánchez, Dr., Nazario
Martín, Prof. Dr.: Self-Organization of Electroactive Materials: A Head-to-Tail
Donor-Acceptor Supramolecular Polymer.
In: Angewandte Chemie;
DOI
10.1002/ange.200703049.
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Homepage von
Nazario
Martín, Universidad Complutense de Madrid (Spanien)
