Linear and Circular Muscles at the Molecular Level

• Applicant: Dr. Bernhard Schäfer
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2007 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 59123343

Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Synthese von dynamischen molekularen Systemen, die als lineare und zirkulare „molekulare Muskeln“ funktionieren. In diesem Zusammenhang sollen zwei Arten von molekularen Aggregaten aufgebaut werden: Eines um die lineare Bewegung (Anspannung und Entspannung) von natürlichen Muskeln nachzuahmen und ein anderes, das die zirkulare Bewegung (Kontraktion und Relaxation) einer Pore (z. B. einer Membran) imitiert. Die Anordnung dieser molekularen Muskeln basiert auf der Verbindung von ring- und stabartigen organischen Molekülen, die verschiedene (zwei- und dreizähnige) Koordinationssphären aufweisen, so dass diese Komponenten durch die Koordination von Metallionen miteinander verbunden werden können. Beide Typen dieser muskelartigen Verbindungen sollen durch externe chemische oder elektrochemische Stimuli, entweder durch Metallionenaustausch oder eine Änderung der Oxidationsstufe der koordinierten Metalle mittels elektrochemischer Methoden in Bewegung gesetzt werden. Nach der Charakterisierung dieser neuen molekularen Maschinen und ihrer Funktionsprinzipien mittels standardspektroskopischer und elektrochemischer Methoden sollen die Bewegungen einzelner molekularer Spezies nach ihrer Verankerung auf einer Oberfläche mittels mikroskopischer Methoden, wie Rastertunnel- (STM) oder Rasterkraftmikroskopie (AFM) untersucht werden. Das zirkulare muskuläre System kann durch Kontraktion und Entspannung den Durchmesser ändern und imitiert somit die Wirkungsweise einer Pore. Die Erweiterung und Schrumpfung des zentralen Hohlraums kann eine interessante Wirt-Gast-Chemie dieser Anordnung ermöglichen.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: France
• Host: Professor Dr. Jean-Pierre Sauvage