Forschungsbericht

Drittmittelprojekt

Titel:
Neue Perspektiven für elektrooptische Materialien durch dipolinduzierte Selbstorganisation von Merocyaninfarbstoffen

Projektleitung an der Universität Würzburg:

Prof. Dr. Frank Würthner , Institutsleitung Organische Chemie,Tel: 0931-888 5339,Fax: 0931-888 4756,Mail: oc2@chemie.uni-wuerzburg.de

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Prof. Dr. Rüdiger Wortmann , TU Kaiserslautern
Dipl.-Chem. Johann Schmidt , Universität Würzburg
Dipl.-Chem. Matthias Stolte , TU Kaiserslautern

Kurzbeschreibung:
Das zentrale Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines dipolinduzierten Selbstorganisationsprozesses, mit dem sich neue Perspektiven für das Design elektrooptisch aktiver Materialien wie photorefraktiver und elektrooptischer Polymere ergeben werden. Derartige Materialien besitzen ein breites Spektrum möglicher technologischer Anwendungen im Bereich der optischen Signalverarbeitung und der optischen Datenspeicherung, erfordern jedoch problematisch hohe Farbstoffkonzentrationen. Unter diesen Bedingungen bilden sich Farbstoffaggregate aus, deren supramolekulare Anordnung sich aus dem Wechselspiel interner (intermolekulare Wechselwirkungen) und externer Kräfte (Wechselwirkungen mit äußeren elektrischen Feldern) ergibt. Im vorliegenden Projekt sollen nun erstmals neue Möglichkeiten der supramolekularen Strukturbildung durch Adressierung verschiedener Hierarchien der Farbstoff-Aggregation realisiert werden, wozu sterische und supramolekulare Effekte sowie externe elektrische Felder eingesetzt werden. Drei Herangehensweisen basierend auf Heterodimerenbildung, Dentronisierung und Rotaxanbildung sollen verfolgt werden, um eine Umwandlung ungünstig aggregierter dipolloser Farbstoffaggregate in günstige Anordnungen mit großem Dipolmoment zu dirigieren. Zur strukturellen Charakterisierung der selbstorganisierten Aggregate und Materialien sollen eine breite Palette moderner linearer und nichtlinear-optischer Techniken wie (elektro)optischer Absorptions- und Emissionsspektroskopie, zeitaufgelöster (phasenmodulierter) Fluoreszenz, 2D-NMR-Spektrokopie, Ellipsometrie sowie holographisch-optische Methode eingesetzt werden.

Schlagworte:
    Merocyaninfarbstoffe
    Selbstorganisation
    Dipolare Wechselwirkungen
    Photorefraktive Materialien
    Eletrooptische Materialien

Laufzeit: von 06.2003 bis 03.2008

Förderinstitution:
VW-Stiftung ,Genehmigungsdatum: 27.06.2003

Publikationen:

Würthner, F.; Wortmann, R.; Meerholz, K. (2002). Photorefractive Organic Materials. ChemPhysChem., 3, 17-31.
Würthner, F.; Yao, S.; Debaerdemaeker, T.; Wortmann, R. (2002). Dimerization of Merocyanine Dyes: Structural and Energetic Characterization of Dipolar Dye Aggregates and Implications for Nonlinear Optical Materials. J. Am. Chem. Soc., 124, 9431-9447.
Wortmann, R.; Rösch, U.; Redi-Abshiro, M.; Würthner, F. (2003). Large Electric Field Effects on Dipolar Aggregation of Merocyanine Dyes. Angew. Chem. Int. Ed., 42, 2080-2083.
Würthner, F.; Schmidt, J.; Stolte, M.; Wortmann, R. (2006). Hydrogen-Bond-Directed Head-to-Tail Orientation for the Design of Electrooptical Materials. Angew. Chem. Int. Ed., 45, 3842-3846. (Wissenschaftl. Artikel)

Links:
http://www-organik.chemie.uni-wuerzburg.de