Der Trick mit der Abstoßung: selbstlösendes Puzzle für organische Moleküle

Die Abbildung zeigt zwei verschiedene kristalline Strukturen nebeneinander (hinten rechts und vorne links), mit einem ungeordneten Bereich dazwischen, der nur die repulsiven Moleküle enthält. Copyright: Forschungszentrum Jülich

Die organische Elektronik gilt als vielversprechende Zukunftstechnologie. Organische Leuchtdioden, kurz: OLEDs, sind heute bereits weit verbreitet. Weitere Anwendungen wie Solarzellen, Sensoren und Transistoren halten nach und nach Einzug in den Alltag. Dennoch wird weiterhin intensiv an diesen Systemen geforscht, da viele grundlegende Zusammenhänge und Prozesse noch nicht verstanden sind.

Die Suche nach besseren Mechanismen zur kontrollierten und zielgerichteten Herstellung der aktiven Schichtsysteme steht dabei im Vordergrund. Die Mischung von sich abstoßenden und anziehenden Molekülen ist möglicherweise ein neuer Weg, um derartige Strukturen gezielt herzustellen.

Eutektische Bereiche

In dem untersuchten System konnten die Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich je nach Mischverhältnis drei verschiedene einkristalline Mischstrukturen beobachten. Besonders interessant wird es kurioserweise, wenn man das richtige Mischverhältnis für diese gemischten kristallinen Phasen nicht trifft.

Die Wissenschaftler um Prof. Christian Kumpf vom Jülicher Peter Grünberg Institut (PGI-3) konnten zeigen, dass dann zwei Phasen nebeneinander im Gleichgewicht existieren. In diesen sogenannten eutektischen Bereichen des Phasendiagramms lässt sich dieses Gleichgewicht – sogar nachträglich – durch eine Veränderung des Mischungsverhältnisses in einem großen Bedeckungsbereich verschieben.

In herkömmlichen dreidimensionalen Systemen treten üblicherweise keine eutektischen Bereiche, sondern nur eutektische Punkte im Phasendiagram auf, etwa bei manchen metallischen Legierungen.

Ein prominentes Beispiel ist das Lötzinn. Die Ursache für die ausgedehnten eutektischen Bereiche, die in dem hier untersuchten Fall der Molekülschichten auftreten, liegt letztlich in der fest vorgegebenen Größe der Oberfläche, auf der die Moleküle adsorbieren.

Die Autoren konnten dieses Verhalten nicht nur experimentell beobachteten, sondern durch grundlegende thermodynamische Überlegungen auch erklären und damit zeigen, dass die Existenz eutektischer Bereiche eine generische Eigenschaft solcher zweidimensionaler Mischstrukturen aus attraktiv und repulsiv wechselwirkenden Molekülen ist.

Originalpublikation:
Controlling the growth of multiple ordered heteromolecular phases by utilizing intermolecular repulsion
Caroline Henneke, Janina Felter, Daniel Schwarz, F. Stefan Tautz, Christian Kumpf
Nature Materials (published online 13 March 2017), doi:10.1038/nmat4858

Pressekontakt:
Tobias Schlößer, Pressereferent
Forschungszentrum Jülich
Telefon: +49 2461 61-4771
E-Mail: t.schloesser@fz-juelich.de

http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2017/2017-03-16-abs…
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4858.html

Media Contact

Dipl.-Biologin Annette Stettien Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Seltenerd-Verbindungen für Hightech-Anwendungen

Neuer Sonderforschungsbereich SFB 1573 „4f for Future“ erforscht und entwickelt molekulare Verbindungen mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Komplexe Materialien auf Basis von Seltenen Erden sind wichtig für viele Hightech-Anwendungen, beispielsweise für Permanentmagnete…

Schnelleres Internet durch Licht

EU-Projekt ELIoT liefert LiFi-Lösungen für den Massenmarkt. Das Projekt ELIoT (Enhance Lighting for the Internet of Things), Teil der EU-Initiative Horizon 2020, ist erfolgreich abgeschlossen worden. Seit 2019 entwickelte das…

Prostatakrebs gezielt bestrahlen

Anwendungsnahe Krebsforschung gefördert: Studie des Universitätsklinikums Freiburg zu präziser Strahlentherapie bei Prostatakrebs erhält 2,8 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Prostatakrebs ist die häufigste Krebserkrankung bei Männern…

Partner & Förderer