Ladungstransport in Supramolekularen Dendritischen Systemen

Die Kontrolle über Grenzflächen in phasenseparierten Materialien ist ein Schlüssel zur gezielten Herstellung von supramolekularen Strukturen und deren Funktionen. Dendritische Polymere besitzen attraktive Eigenschaften für Selbstanordnung, so lassen sich mit der Dendrimergeneration gekrümmte Oberflächen erzeugen und die Dichte an funktionellen Gruppen in der Peripherie steuern. Der Einsatz von linear verlängerten amphiphilen Dendrimeren führt zur Bildung von phasenseparierten Strukturen mit einer Kern-Hülle Architektur. Eine Dotierung mit Lithiumionen ermöglicht Ionentransport innerhalb eines nanostrukturierten Materials. Obwohl die Kontrolle der Grenzflächen in diesen Materialien einen sehr vielversprechenden Ansatz darstellt, wurde sie noch nicht gänzlich erforscht, speziell im Hinblick auf Ladungstransport. In der beantragten Arbeit sollen daher die Struktur- Eigenschaft Beziehungen in diesen Materialien mit speziellem Focus auf Phasenverhalten, Morphologie, rheologische Eigenschaften sowie Ladungstransport untersucht werden. Amphiphile Dendrone, bestehend aus einem aliphatischen Ether-Kern mit einer hydrophoben aliphatischen Docosyl Peripherie, werden mit einer linearen Polyethylenoxid (PEO) Kette zu einer "Hantel" verknüpft. Phasenverhalten und Morphologien werden durch Variation der Kettenlänge und der Dendrimergeneration untersucht. Weiters wird Leitfähigkeit durch Dotieren mit Lithiumionen erreicht. Um Leitfähigkeit bei Raumtemperatur zu erhalten müssen die Strukturen durch "Einfrieren" in silikatischen Systemen fixiert werden. Zusätzlich werden neue dendritische Systeme mit funktionellen Gruppen hergestellt. Anstelle der Docosyleinheiten in der Peripherie des Dendrons wird eine Triphenylamineinheit eingeführt. Eine Dotierung dieser Strukturen mit Lithiumionen ergibt ein Material mit Ionenleitfähigkeit in einer Domäne und Lochleitfähigkeit in der anderen. Unter Beibehaltung der Triphenylamin-peripherie wird weiters die PEO Kette durch eine Acrylatkette mit Perylensubstituenten ersetzt. Diese Strukturen können als Materialien in Photovoltaikzellen eingesetzt werden, wobei die Triphenylamineinheiten als Lochleiter und die Peryleneinheiten gleichzeitig als Chromophore und als Elektronenleiter fungieren. Der vorliegende Ansatz ermöglicht die unabhängige Optimierung von Domänen und damit die Separierung von Elektronen-, Ionen oder Lochleitung. Die Grenzflächen können zum einen durch die Form der eingesetzten Makromoleküle als auch durch deren Verarbeitung beeinflusst werden. Einsatzmöglichkeiten der hergestellten leitfähigen Materialien sind in Licht emittierenden Dioden, in elektrochromen Displays sowie in Sensormaterialien zu finden.