Tailoring force-induced reaction pathways

Ziel dieses Projekts ist die Identifizierung und Umsetzung noch nie dagewesener mechanischer Reaktionswege für Polymerwerkstoffe durch synthetische Chemie. Dies umfasst (i) die Anpassung der Potenzial-Energieflächen im Grundzustand, um Mechanophore zu erhalten. Die Unterschiede in der freien Gibbs-Energie und der Aktivierungsenergie von nicht aktivierten und aktivierten Zuständen des Mechanophors werden durch chemisches Design angepasst. Dies wird einerseits dazu dienen, etablierte Mechanophor-Motive thermisch sehr stabil zu machen. Andererseits wird dadurch die Kraftresponsivität in ansonsten kraft-inerten Molekülen ermöglicht. (ii) Kraftmodulierte Triplett- und Ladungstransfer-Anregungszustände. Wir werden optische Kraftsondensysteme entwickeln, die angeregte Triplett- und Ladungstransferzustände nutzen und manipulieren. Dies wird noch nie dagewesene optische Nachweismethoden auf der Grundlage von hyposchromen, bathochromen und Anti-Stokes-Spektralverschiebungen ermöglichen. (iii) Mechanochemie von Polymeren im angeregten Zustand. Wir werden Mechanophore auf der Grundlage photochromer Moleküle entwickeln, die im Grundzustand kraft-inert sind, aber im angeregten Zustand auf Kraft reagieren. Dies wird dem Bereich der Polymer Mechanochemie eine völlig neue Dimension verleihen. (iv) Chirale optische Kraftsonden für gerichtete Kraft. Wir werden optische Kraftsonden synthetisieren, die auf gerichtete Kraft auf molekularer Ebene reagieren. Diese werden die Entwicklung der chiralen Fraktographie als neuartige Methode zur Visualisierung des kraft- und richtungsabhängigen Verhaltens des Bruchs chiraler Materialien ermöglichen.