Azaacene-basierende Surfactanten für Nanocarbon Blends für Elektronik (NanoBlends)

Das Ziel von NanoBlends ist es eine neue Familie von Surfaktanten für die Herstellung von Dispersionen von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (CNT) und Graphene (GP) für die Anwendung in grossflächiger "low-cost" Elektronik zu entwickeln. Dazu werden sowohl die fundamentalen als auch die anwendungsrelevanten Aspekte der supramolekularen Wechselwirkung dieser Surfaktanten mit den CNT und GP in einem breiten Kontext untersucht. Unser Ziel ist es ein solides und detailliertes Verständnis der Prinzipien der Adsorption von Surfaktanten mit graphitischen Oberflächen zu entwickeln. Dies wird uns im Speziellen erlauben ein genaues Wissen über die Gesetze und Faktoren die die Dispersion und die Sortierung von Nanokohlenstoffen beeinflussen zu gewinnen. Es ist abzusehen, dass diese Erkenntnisse ganz entscheidend für die Entwicklung neuer Technologien insbesondere für die Kommerzialisierung von neuen Generationen von auf Nanokohlenstoff basierenden elektronischen- und optoelektronischen Bauelementen sein wird.

Das Ziel von NanoBlends ist es eine neue Familie von Surfaktanten für die Herstellung von Dispersionen von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren (SWCNT), doppelwandigen Kohlenstoffnanoröhren (DWCNT) und Graphene (GP) für die Anwendung in großflächiger low-cost Elektronik zu entwickeln. Dazu werden sowohl die fundamentalen als auch die anwendungsrelevanten Aspekte der supramolekularen Wechselwirkung dieser Surfaktanten mit den CNT und GP in einem breiten Kontext untersucht. Unser Ziel ist es ein solides und detailliertes Verständnis der Prinzipien der Adsorption von Surfaktanten mit graphitischen Oberflächen zu entwickeln. Dies wird uns im Speziellen erlauben ein genaues Wissen über die Gesetze und Faktoren die die Dispersion und die Sortierung von Nanokohlenstoffen beeinflussen zu gewinnen. Es ist abzusehen, dass diese Erkenntnisse ganz entscheidend für die Entwicklung neuer Technologien insbesondere für die Kommerzialisierung von neuen Generationen von auf Nanokohlenstoff basierenden elektronischen- und optoelektronischen Bauelementen sein wird.In diesem Kooperationsprojekt haben wir wichtige Beiträge zu diesen offenen Fragestellungen geliefert. Als Glanzlichter dieser Forschungen ist einerseits die Entwicklung einer neuartigen Synthesemethode von Nanoröhren und Graphene mit substitutioneller Stickstoffdotierung von bis zu 6% basierend auf den in San Sebastian hergestellten Azaacenen als Ausgangsmaterial mit Anwendungspotential als transparente Elektroden und in der Nanoelektronik. Andererseits konnten wir erstmals innerhalb von doppelwandigen Nanoröhren Carbin mit bis zu ca. 1 Mikrometer Länge herstellen. Dieses Material wird seit 125 Jahren vorhergesagt und konnte nun erstmals im Volumenmaßstab hergestellt werden. Dieses neue Material ist ein Quantensprung in der Chemie der den bisherigen Rekord einer stabilen 1D Kohlenstoffkette um 2 Größenordnungen übertrifft. Die Eigenschaften dieser 1D Kohlenstoffform erlauben es auch den Ladungstransfer zwischen Kette und Nanoröhre dazu zu verwenden um die Photolumineszenz der inneren Nanoröhren in DWCNT erstmals zu beweisen. Dies hat auch Potential als Detektor in der Biosensorik und basiert auf der Optimierung der Carbin in Nanotube Suspensionen mittels optimaler Surfaktanten.