Podejście oddolne do nanotechnologii
Samoorganizacja molekularna stanowi kluczowe pojęcie w chemii supramolekularnej. W szczególności termin ten odnosi się do dużych jednostek molekularnych o interesujących właściwościach uzyskiwanych przez spontaniczną samoorganizację. Te samoorganizujące się elementy budulcowe umożliwiają dostęp do obiektów w skali nano przy wykorzystaniu podejścia oddolnego, w znacznie mniejszej liczbie kroków, niż w przypadku jednej cząstki o podobnych wymiarach. Dzięki kontroli właściwości chemicznych i fizycznych w różnych skalach długości i kierunkach, systemy złożone supramolekularnie wykazują nowe właściwości. Celem finansowanego ze środków UE projektu "Self-assembly in confined space" (SACS) jest tworzenie się struktur funkcjonalnych o unikalnych właściwościach poprzez samoorganizację w ograniczonej przestrzeni. Struktury te będą miały ściśle kontrolowane geometrie, rozmiary i kształt. Wiele uwagi poświęca się formowaniu małych klastrów o właściwościach luminescencyjnych, składających się ze srebra lub miedzi i ich stabilizacji za pomocą materiałów nanoporowatych (zeolitów). Systemy te, oprócz właściwości katalitycznych, okazały się skutecznie przetwarzać ultrafiolet na światło widzialne, wykazując wydajność kwantową sięgającą 70%. Próbowano również formować luminescencyjne klastry manganu i ołowiu w, odpowiednio, zeolitach FAU i MER , uzyskując wydajność kwantową poniżej 10%. Główną część pracy na projektem stanowiło łączenie materiałów elektrochromowych z systemami porowatymi i polimerami. Systemy fotochromowe i elektrochromowe korzystają ze sztywnienia nośnika, uzyskując wzbogacone właściwości luminescencyjne, elektrochromowe lub katalityczne. Łączenie elementów budulcowych o silnym zróżnicowaniu chemicznym i kontrolowanej wielkości i kształcie pozwala na łatwą optymalizację ich właściwości. W kryształach zeolitów zawierających klastry luminescencyjne, kontrolę nad właściwościami luminescencyjnymi uzyskuje się w skali jednej komory (1nm), natomiast kontrolę nad wilgocią lub gazami uzyskuje się na poziomie kryształów (kilku mikrometrów). Projekt SACS może umożliwić produkcję nanostruktur na skalę przemysłową, torując drogę ku nowej generacji komercyjnie dostępnych urządzeń o całkowicie nowych funkcjach.
