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Next-generation Molecular Motors: Harnessing Inherently Chiral Carbon Nanostructures

Projektbeschreibung

Natürlich chirale Kohlenstoff-Nanostrukturen für fortgeschrittene molekulare Motoren

Biologische molekulare Maschinen verdeutlichen, wie Bewegungen im Nanomaßstab die Funktion steuern. Die Forschung strebt die Entwicklung künstlicher Motoren an, die auf sichtbares Licht reagieren und dabei gleichzeitig effizient und einstellbar bleiben. Dies stellt jedoch nach wie vor eine Herausforderung dar. Mit Unterstützung durch das Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmenprogramm wird das NEMO-Projekt Motoren der nächsten Generation entwickeln, die unter sichtbarem Licht arbeiten, ohne für eine unidirektionale Rotation auf stereogene Kohlenstoffatome angewiesen zu sein. Durch die Integration von molekularen Motoren auf Basis überladener Alkene mit chiralen, spiralförmigen Doppelschicht-Nanographenen und π-erweiterten chiralen Nanoreifen wird das Projekt neue Stereoelemente auf der Grundlage axialer Chiralität erforschen und wesentliche Prinzipien mit Einfluss auf die Motorleistung ermitteln. Diese Fortschritte werden eine dynamische Modulation von Materialien ermöglichen, um intelligente Anwendungen (reaktive Membranen, funktionale Oberflächen und zirkular polarisierte OLEDs) zu ermöglichen und den Einsatz von molekularen Motoren in der Nanotechnologie zu erweitern.

Ziel

Biological molecular machines demonstrate how precise control of motion at the nanoscale defines function. Inspired by these natural systems, artificial molecular motors have been developed, yet simultaneously achieving visible-light responsiveness, high photoefficiency, and tunable dynamic properties remains a major challenge. This project proposes an unexplored strategy: integrating overcrowded-alkene molecular motors with inherently chiral helical bilayer nanographenes and π-extended chiral nanohoops. By combining the exceptional optoelectronic and chiroptical properties of these carbon nanostructures with controlled molecular motion, we aim to design next-generation motors—ranging from second to fifth generation—that operate under visible light and no longer require stereogenic carbons for unidirectional rotation. Through systematic synthesis and evaluation, we will investigate new stereoelements based on axial chirality and establish fundamental thermodynamic and kinetic principles governing motor performance. These breakthroughs will enable dynamic modulation of optoelectronic and chiroptical properties, opening pathways for the development of smart functional materials such as responsive membranes, functional surfaces and responsive circularly polarized OLEDs. The project’s high-risk, high-gain approach promises to push the frontiers of molecular motor design and broaden their application scope in nanotechnology and materials science.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

RIJKSUNIVERSITEIT GRONINGEN
Netto-EU-Beitrag
€ 217 076,16
Adresse
Broerstraat 5
9712CP Groningen
Niederlande
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten