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Synergie von elektrostatischen und π‐π‐Wechselwirkungen für die Verwirklichung von künstlichen photosynthetischen Modellsystemen auf Nano‐Ebene

Year: 2020

Type: article

Abstract: Im Zuge der Entwicklung von effizienteren, lichtaktiven Elektronen‐Donor‐Akzeptor‐Systemen ist wenig darüber bekannt, wie einzelne Bausteine in einem supramolekularen, Nanometer großen Gerüst miteinander wechselwirken, besonders in wässrigen Umgebungen. In dieser Arbeit beschreiben wir ein wässriges Elektronen‐Donor‐Akzeptor‐System, dessen Struktur im Nanobereich eine herausragende Stabilität und Effizienz aufweist. Unser Fokus lag auf einem tetrakationischen Zink(II)phthalocyanin (ZnPc) mit Pyren‐Gruppen, das eine beispiellose Form der Aggregation aufgrund einer subtilen Kooperation von elektrostatischen und π‐π Wechselwirkungen aufweist. Unsere Untersuchungen zeigen ein monokristallines Wachstum in Lösung und einen lichtinduzierten, symmetriebrechenden intermolekularen Elektronen‐Transfer zwischen benachbarten ZnPcs. Nach Zugabe von einem negativ geladenen Fulleren (C60) als Elektronenakzeptor konnte neben einer verbesserten Stabilität auch die energieverschwendende Ladungsrekombination unterdrückt werden, die in Abwesenheit von C60 stattfand. Im Ganzen betrachtet bietet dieses photosynthetische Modellsystem einen hohen Grad an Vororganisation, welche die effiziente Ladungstrennung und den anschließenden Ladungstransport begünstigt.

Source: Angewandte Chemie

DOI: 10.1002/ange.202006014