Mews Paulina
Zakład Dydaktyczny Chemii Organicznej
Pracownia Syntezy Nanomateriałów Organicznych i Biomolekuł
Synteza i właściwości fizykochemiczne (pro)mezogenicznych tioli do modyfikacji powierzchni nanocząstek Ag i PbS
Paulina Mews
Promotor: dr Wiktor Lewandowski
Nanocząstki, których powierzchnia została zmodyfikowana molekułami mezogenicznymi, ulegają samoorganizacji pod wpływem bodźców zewnętrznych, takich jak: temperatura, światło, pole magnetyczne. Ze względu na wykazywane właściwości optyczne np. przenikalność elektryczną bliską zeru, a także możliwość kontrolowania ich struktury wewnętrznej, są obiecującym materiałem dla przyszłych zastosowań technologicznych. Mogą być stosowane m.in w optyce, elektronice, fotonice, urządzeniach do magazynowania energii, urządzeniach fotowoltaicznych lub do tworzenia metamateriałów, czyli materiałów, które różnią się swoimi właściwościami od występujących w naturze.1 Zastosowanie ligandów promezogenicznych umożliwia dynamiczną i odwracalną zmianę odległości między nanocząstkami, a w związku z tym manipulowanie ich właściwościami fizykochemicznymi.2
Celem mojej pracy było uzyskanie termotropowych ciekłych kryształów, zbudowanych z nanocząstek srebra oraz kropek kwantowych siarczku ołowiu (II) poprzez opłaszczenie ich organicznymi ligandami promezogenicznymi. Pracę rozpoczęłam od syntezy ligandów organicznych o różnej architekturze molekularnej, które po przyłączeniu do nanocząstek umożliwiałyby ich dynamiczną samoorganizację w przestrzennie uporządkowane struktury pod wpływem zmian temperatury. Zsyntezowano nową molekułę organiczną o budowie polikatenarnej oraz ligand nierozgałęziony (prętopodobny). Celem było zbadanie wpływu dodatkowych łańcuchów terminalnych na właściwości mezogeniczne. Preferowane byłoby uzyskanie struktur o jak najniższej temperaturze przejścia fazowego, które zwiększyłyby ich możliwości aplikacyjne. Następnie wykonałam reakcje wymiany ligandów na powierzchni nanocząstek srebra o średnicy około 4 nm oraz kropek kwantowych siarczku ołowiu (II). W celu uzyskania materiałów hybrydowych wykonano wieloetapową syntezę organiczną oraz nieorganiczną. Wykorzystano szereg technik analitycznych m.in. NMR, TEM, SAXRD.
Literatura:
[1] Lewandowski W., Fruhnert M., Mieczkowski J., Rockstuhl C. & Górecka E. Dynamically self-assembled silver nanoparticles as a thermally tunable metamaterial. Nat. Commun. 6, 2015, 6590.
[2] Lewandowski W., Wójcik M. & Górecka E., Metal nanoparticles with liquid-crystalline ligands: controlling nanoparticle superlattice structure and properties. Chemphyschem 15, 2014, 1283–95.