Untersuchung der Eigenschaften einzelner photoschaltbarer Moleküle an Oberflächen durch simultane Rasterkraft- und konfokale Fluoreszenzmikroskopie
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Eine Kombination aus Rasterkraft- und konfokaler Fluoreszenzmikroskopie wurde verwendet, um die topografischen und photophysikalischen Eigenschaften einzelner photoschaltbarer Makromoleküle auf Muskovitoberflächen simultan zu untersuchen.
Das konfokale Mikroskop wurde dazu eingesetzt, um mit hoher räumlicher Auflösung die Photoschaltung von Azobenzolgruppen anzusteuern, welche in das dendritische Polyphenyl-Gerüst einzelner Dendrimere mit fluoreszierendem Perylendiimid-Kern eingebaut waren. In Lösung zeigten diese Dendrimere in früheren Studien signifikante, reversible Volumenreduktionen bei erfolgter trans-zu-cis-Photoschaltung. Durch die Charakterisierung der Topografie mit dem Rasterkraftmikroskop einzelner Dendrimere, jeweils vor und nach der Stimulation der Hin- und Rückreaktion der Photoschaltung, konnte gezeigt werden, dass der Schaltvorgang für auf Muskovit adsorbierte Dendrimere nicht reversibel ist. Die Höhenwerte, welche für die adsorbierten Dendrimere gemessen wurden, waren sehr viel kleiner als ihre im Vorfeld in Lösung bestimmten hydrodynamischen Radien. Mittels der Modellierung der Wechselwirkung des Cantilevers mit verschiedenen hypothetischen Modellen des Dendrimers auf der Oberfläche konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse auf eine stark abgeflachte Struktur der adsorbierten Dendrimere hindeuten.
Das Blockcopolymer Polynorbonen-b-poly(para-phenylvinylen-2,5-dimethoxy-para-phenylvinylen) bildet durch die cis-zu-trans-Photoschaltung der Stilbengruppen, welche die Löslichkeit der konjugierten Polymere herabsetzt, Polymerbürsten aus. Einzelne Polymerbürsten auf Muskovit zeigten einen gestreckt-exponentiellen Abfall der Emissionsintensität, welcher stark mit einer hypsochromen Verschiebung der Emission korreliert.