Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Light-driven molecular motors and switches. Controlling rotary motion and supramolecular helicity

16 juni 2008

Promotie: D. Pijper, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Titel: Light-driven molecular motors and switches. Controlling rotary motion and supramolecular helicity

Promotor(s): prof.dr. B.L. Feringa

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Licht-aangedreven moleculaire motoren en schakelaars

In de afgelopen decennia hebben chemici enorme vooruitgang geboekt in het controleren van rotatie op moleculaire schaal, zowel wat betreft de snelheid als de draairichting. Hoewel het onderzoek naar dit soort moleculaire motoren op dit moment voornamelijk fundamenteel van aard is, zouden deze mechanische apparaten op de schaal van nanometers (een miljardste van een meter) op de lange termijn kunnen leiden tot toepasbare technologie.

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is gericht op de ontwikkeling van nieuwe moleculaire systemen gebaseerd op zogenaamde sterisch gehinderde alkenen, die bruikbaar zijn als lichtgestuurde schakelaars of licht-aangedreven motoren. Voor de eerste van deze licht-aangedreven moleculaire motoren bleek dat continue rotatie pas plaats vond bij verwarming naar ± 60 °C vanwege de hoge energiebarrière voor één van de stappen. Een logische verbetering van deze systemen is het verlagen van deze barrière, waardoor een snelle en continue rotatie bij kamertemperatuur mogelijk wordt. Twee effectieve strategieën om de snelheid van moleculaire motoren te verhogen staan beschreven in het eerste gedeelte van dit proefschrift. Daarnaast is een alternatieve syntheseroute voor deze moleculen ontwikkeld, waarbij selectief één van diens twee spiegelbeeld-isomeren gevormd wordt, wat het isoleren van deze moleculaire motoren een stuk vereenvoudigt. Met de motoren die nu zijn ontwikkeld, zou in de nabije toekomst de beweging van veel complexere moleculaire systemen kunnen worden aangedreven, bijvoorbeeld over een oppervlak.

Het vervolg van dit proefschrift spitst zich inderdaad toe op het gebruik van deze moleculen om complexere systemen aan te sturen, namelijk als lichtgestuurde schakelaars van chiraliteit op supramoleculaire schaal. Chiraliteit manifesteert zich op deze schaal vaak in helixstructuren, die ook in de natuur veel voorkomen. De dubbele helix van DNA en de α-helix in eiwitten zijn hier bekende voorbeelden van. De moleculaire schakelaars werden gekoppeld aan een polymeer met een helixstructuur. Hierna bleek de helixrichting van dit polymeer (met de klok mee, of er tegenin) met behulp van licht controleerbaar. Hetzelfde gold voor van een vloeibaar kristallijne film gevormd door dit polymeer. In de hier ontwikkelde systemen wordt dus stapsgewijs de verandering in de vorm van een molecuul uitvergroot naar de verandering van een eigenschap van een materiaal op macro-schaal. Met name de controle over vloeibaar kristallijne materialen is interessant, aangezien deze materialen al veel worden toegepast, bijvoorbeeld in LCD beeldschermen (LCD = liquid crystal display).

 

Dirk Pijper (Delfzijl, 1980) studeerde scheikunde in Groningen en deed zijn promotieonderzoek, gefinancierd door NWO, bij de afdeling Synthetisch Organische Chemie van het Stratingh Instituut voor Chemie. /JS

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:38
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws