Photophysics of supramolecular polymers
| Promotie: | I. (Ioannis) Touloupas, MSc |
| Wanneer: | 09 september 2025 |
| Aanvang: | 12:45 |
| Promotors: | R.M. (Richard) Hildner, Prof, T.L.C. (Thomas la Cour) Jansen, Prof |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Fotofysische eigenschappen van supramoleculaire polymeren
Supramoleculaire polymeren zijn lange ketens van herhalende eenheden die bijeen worden gehouden door secundaire chemische bindingen. Deze omkeerbare interacties zorgen voor zelfherstellende eigenschappen en aanpasbaar materiaalgedrag onder normale omstandigheden (kamertemperatuur, atmosferische druk). Hun dynamische karakter vereenvoudigt de productie en biedt functionele veelzijdigheid zonder complexe chemische expertise.
Moleculen uit natuurlijke structuren kunnen in supramoleculaire polymeren worden gerangschikt voor organische halfgeleiders (bv. fotovoltaïsche cellen, elektronica) vanwege hun aanpasbare optische en elektronische eigenschappen. Aggregatie door supramoleculaire polymerisatie leidt tot unieke kwantumtoestanden. De eenvoudigste zijn J- en H-aggregaten, die verschillende optische gedragingen vertonen afhankelijk van de moleculaire rangschikking. Deze eigenschappen worden verder beïnvloed door moleculaire trillingen, elektroneninteracties en wanorde.
In zijn proefschrift richt Ioannis Touloupas zich op supramoleculaire polymeren gebaseerd op twee functionele molecuulklassen:
Porfyrines: Lijkend op chlorofyl, met verschillende zijgroepen en metaalcentra (Zn, Pt). Ze vormen twee aggregatetypen met verschoven stapeling, interessant voor organische elektronica en biomimetische energieopslagsystemen.
Heterotriangulenen: Platte, schijfvormige moleculen die J-aggregaten vormen met complexe emissiegedrag.
Touloupas ontdekte onder andere dat supramoleculaire polymeren op substraten structurele herschikking ondergaan na verdamping van het oplosmiddel. Toegenomen wanorde veroorzaakt nieuwe emissies, wat extrapolatie van eigenschappen bemoeilijkt. En pt-porfyrines vertonen fosforescentie door spin-orbitalkoppeling, met gemengd singlet-triplet excitontransport over 4 µm. Hyperspectrale beeldvorming is een krachtige, hoogdoorvoermethode om structuur-eigenschaprelaties in complexe materialen te ontrafelen.
Ioannis Touloupas voerde zijn onderzoek uit bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling Optical Spectroscopy of Functional Nanosystems.