Synthese von kristallinen, supramolekularen Polyanilinschichten/2D-Polyanilinen und deren Strukturbestimmung mittels Elektronenbeugung und TEM-Bildgebung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Xinliang Feng; Professorin Dr. Ute Kaiser
• Fachliche Zuordnung: Präparative und Physikalische Chemie von Polymeren
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426572620

Die Entwicklung von linearen, leitenden Polyanilin-basierten zweidimensionalen (2D) Strukturen hat aufgrund der einzigartigen 2D-Merkmale sowie der einfachen Integration in Geräte, dem hohem Ladungstransport und der hohen Ladungsstabilität viel Aufmerksamkeit erregt. Jedoch stellt das Erreichen eines kristallinen 2D-Polyanilinfilms aufgrund des Fehlens rationeller Synthesemethoden eine Herausforderung dar. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines auf Wasser basierenden Syntheseverfahrens zur Herstellung hochkristalliner, supramolekularer Dünnschichten sowie 2D-kovalenter Polyaniline (2DKPs) mit großen kristallinen Domänen (Mindestgröße 100 nm bis 1 Mikrometer) und kontrollierbarer Schichtdicke (Monoschicht bis Wenigschicht (<10 L)). Durch den Einsatz spezifischer Monomere werden die optische und energetische Bandlücke ebenso wie die Konjugationskanaldichte optimiert. Vordergründig bedeutsam in diesem Zusammenhang ist die Charakterisierung der kristallinen Struktur der 2D-Polyaniline (z.B. Molekülstruktur, einkristalline Korngröße, Kornrand- / Grenzstrukturen) mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und das Verständnis für den grundlegendend Synthesemechanismus. Darüber hinaus werden die Leitfähigkeitseigenschaften untersucht, um eine verlässliche strukturelle und elektronische Beziehung für die resultierenden 2D-Polyaniline aufzuzeigen. Als wichtigste Errungenschaft erwarten wir eine allgemeine und zuverlässige Syntheseroute und daraus folgend die Entwicklung neuartiger, leitfähiger 2D-Polyaniline für die organische Elektronik.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen