Redoxschaltbare magnetische Materialien auf der Basis von Triarylamin-funktionalisierten Koordinationspolymeren

• Antragsteller: Professor Dr. Winfried Plass
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457450704

Das Projekt zielt auf den Aufbau robuster magnetisch schaltbarer 3-D Koordinationsnetzwerke, die aus paramagnetischen Metallclustern und redoxaktiven Triarylamin-basierten Linkern bestehen, eine bisher unbekannte Funktionalität für Koordinationspolymere. Zur Herstellung dieser neuen Materialien wird auf in unserer Gruppe etablierte Syntheseverfahren zurückgegriffen und es wird ausgehend von bereits verfügbaren magnetischen Koordinationspolymeren deren strukturelle Variation und Funktionalität zielgerichtet weiterentwickelt. Für den Aufbau der Koordinationsnetzwerke werden sogenannte Pillared-Layer Systeme basierend auf 2-D Netzwerken aus paramagnetischen Metallionen und redoxaktiven Triaryl-Linkern kombiniert mit ditopen Spacer-Liganden, wobei letztere zusätzliche Funktionalitäten einbringen. Das zentrale Element stellen die redoxaktiven Triaryl-Linker dar, die als Elektronendonatoren sehr leicht in kationische Radikale überführt werden können, wie wir an molekularen Einheiten bereits zeigen konnten. Die Bildung radikalischer Linker führt in Abhängigkeit der zugrundeliegenden Architektur des Koordinationsnetzwerks zu 2-D bzw. 3-D magnetischen Strukturen. Im Rahmen dieses Projekts wird untersucht, wie die oxidative Bildung radikalischer Linker in den beiden zugrundliegenden Architekturen gesteuert werden kann. Grundsätzliche Möglichkeiten hierzu bieten (i) die chemische bzw. (ii) elektrochemische Oxidation sowie (iii) die Einlagerung geeigneter Elektronenakzeptoren als Gastmoleküle in die Poren. Darüber hinaus sollen auch Donor-Akzeptor-Aggregate mit einer Kombination aus Triarylamin-Linkern und Elektronenakzeptoren als ditope Spacer-Liganden hergestellt werden, die entweder direkt oder über zusätzlich eingelagerte Fotosensibilisatoren optisch adressiert werden können. Die für die geplante Funktionalität der Materialien essenziellen magnetischen, elektrochemischen und optischen Eigenschaften werden eingehend untersucht und deren Interpretation über theoretische Berechnungen auf der Basis von DFT und ab initio Verfahren unterstützt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen