Rückmeldungs-Mechanismen für Mechanoresponsive Funktionale Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Robert Göstl
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277958512

Im sich herausbildenden Gebiet der intelligenten Materialien werden (Makro-)Moleküle über ihre bloßen Festkörpereigenschaften hinaus auf eine Ebene befördert, auf der sie sich durch den Einfluss externer Stimuli an ihre Umgebung anpassen können. Das bedeutet, dass sie z.B. chemische Reaktionen katalysieren oder an ihnen teilnehmen, Selbstheilungsprozesse initiieren oder mechanische Arbeit verrichten können. Mechanischer Stress ist einer der interessantesten dieser Stimuli, da er ubiquitär in den meisten Materialanwendungen vorkommt weswegen seine Nutzung für die Materialwissenschaften von herausragender Bedeutung ist. Jedoch erlauben es die meisten mechanisch aktivierbaren Materialien nicht gleichzeitig Funktion (d.h. das Ausführen einer Aufgabe) und Rückmeldung (d.h. die Auslesbarkeit der Funktion) zu nutzen. Dennoch ist dies hochgradig wünschenswert, da das Nachverfolgen wo und wann eine Funktion auftritt es nicht nur ermöglicht den Prozess analytisch im Festkörper oder an der Oberfläche zu beobachten, sondern auch herausragendes Potential für Anwendungen besitzt, die über die akademische Ebene hinausgehen. So könnten optische oder elektromagnetische Rückmeldungsmechanismen mit einfachen Gerätschaften, oder sogar dem bloßen Auge, präzise Auslesbarkeit gewährleisten.Während dieses Forschungsstipendiums werden neuartige mechanoresponsive Bindungsmotive identifiziert, entworfen und synthetisiert werden, die es auf einfache Art ermöglichen Rückmeldungsmechanismen in sie einzubauen. Weiterhin werden Rückmeldungsmechanismen in schon existierende mechanoresponsive Bindungsmotive implementiert werden. Zu diesem Zweck werden sowohl die reversible homolytische Bindungsspaltung von Alkoxyamin-Derivaten, wie z.B. TEMPO, als auch die reversible Diels-Alder-Reaktion zwischen Furan und Maleinimid genutzt und auf ihre Eignung für Anwendungen, z.B. in der Mechanokatalyse für lebende radikalische Polymerisationen oder mechanisch induzierten Selbstheilungsprozessen von Polymermaterialien, überprüft werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Rint P. Sijbesma