Nanomechanische Schalter für die AN-AUS Katalyse und die Kommunikation zwischen Schaltern

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Schmittel
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 237115133

Gekoppelte molekulare Schaltprozesse spielen in nahezu allen Bereichen unseres Daseins eine wichtige Rolle. So kommunizieren biologische Schalter chemisch miteinander, um elementare Lebensfunktionen genau zu regeln. Auch wenn molekulare Schalter, z. B. Nanoschiebeschalter auf Rotaxan-/Catenan-Basis, in den letzten zwei Dekaden bereits aufsehenerregende Erfolge gefeiert haben, so stellt die Etablierung einer gerichteten chemischen Kommunikation zwischen ihnen eine terra incognita dar. Als Alternative soll, aufbauend auf jüngsten Entwicklungen in unserer Arbeitsgruppe, die Gruppe der triangularen Nanoschalter weiterentwickelt werden, die mittels chemischer Input- und Outputsignale operieren. Der Fokus liegt auf der Signaltransduktion in katalytisch aktiven Systemen, die eine Vielzahl von regulatorischen Szenarien ermöglichen: von Kommunikation und Katalyse zu katalytischen Reaktionsnetzwerken, die von zwei Nanoschaltern verwaltet werden, bis hin zu feedback Kontrolle in der Katalyse. Diese Arbeiten dürften nicht nur unser Verständnis von chemischer Kommunikation auf der Nanoskala verbessern, sondern auch neue Perspektiven für die Systemchemie eröffnen; z. B. wie können molekulare Gatter- und Speichereinheiten bzw. künstliche Synapsen über chemische Austauschprozesse miteinander verschaltet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen