Metallopolymere für Leiter, Sensoren und Nanokomposite

• Antragstellerin: Dr. Van An Du
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212338950

Ziel dieses Projekts ist die Synthese neuartiger Metallopolymere (d. h. organische Polymere, die zusätzlich Hauptgruppen- oder Übergangsmetallelemente beinhalten) mit elektrisch leitenden Eigenschaften oder zur Verwendung als Gassensoren. Zusätzlich soll ihre Anwendbarkeit als Vorstufen für Nanopartikel-Polymer-Nanokomposite getestet werden. Von besonderem Interesse sind hierbei elektronenleitende Metallopolymere, speziell „inner sphere“-Systeme, die eine Überlappung zwischen Metallorbitalen und den Orbitalen des leitenden Polymers aufweisen. Im ersten Teil des Projektes wird deshalb die Synthese von neuartigen leitenden Metallopolymeren durchgeführt, die Pinzetten-Liganden zur Koordination an verschiedenen Metallen (z. B. Fe, Co, Ni) aufweisen. Pinzetten-Liganden zeichnen sich durch hohe chemische Stabilität aus und bilden mit vielen verschiedenen Metallen sowohl koordinativ gesättigte als auch ungesättigte Verbindungen. Es ist beabsichtigt, geeignete Strategien zur Synthese von diesen neuartigen Metallpolymeren mit angemessenem Molekulargewicht und guter Löslichkeit in gängigen organischen Lösungsmitteln zu untersuchen. Darüber hinaus werden dichtefunktionaltheoretische Rechnungen durchgeführt, um die elektronischen Eigenschaften der erhaltenen Materialien zu interpretieren und vorauszusagen. Im zweiten Teil wird mithilfe von Cyclovoltammetrie-, Impedanz- und UV-Vis-spektroelektrochemischen Messungen die Leitfähigkeit der erhaltenen Metallopolymere getestet. Die Anwendbarkeit als Gassensor soll durch Kernresonanzspektroskopie und UV-Vis-Messungen überprüft werden. Im letzten Teil des Projektes werden die synthetisierten Metallopolymere als Vorstufe für die Bildung von Nanokompositen eingesetzt. Hierbei soll mithilfe von geeigneten Gasen (H2S oder NH3) Kristallwachstum an den Metallzentren im Polymer induziert werden, um Metallsulfid- oder -nitrid-Nanopartikel in einer Polymermatrix herzustellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Ian Manners (†)