Das Projekt B09 ist ein Teilprojekt des DFG-Sonderforschungsbereichs „Lichtgetriebene molekulare Katalysatoren in hierarchisch strukturierten Materialien – Synthese und mechanistische Studien“ (CataLight). Im Projekt werden ultradünne molekulare Membranen entwickelt, deren Eigenschaften gezielt über intermolekulare Wechselwirkungen eingestellt werden können. Ziel ist es, funktionale Schichtsysteme zu schaffen, die als definierte Plattformen für die Integration molekularer photosensitiver (PS) und katalytischer (CAT) Einheiten dienen.

Die Membranen basieren auf der Langmuir-Blodgett-Technologie. Maßgeschneiderte amphiphile Moleküle werden an der Wasser-Luft-Grenzfläche organisiert und anschließend als zweidimensionale Schichten übertragen. Die Stabilisierung dieser Schichten erfolgt entweder supramolekular, etwa über Wasserstoffbrückenbindungen, oder durch gezielte kovalente Vernetzung. Dafür kommen photochemische Polymerisationsprozesse, beispielsweise von (Meth)acrylaten, sowie Polykondensationsreaktionen zum Einsatz.

Nach der Vernetzung werden die Langmuir-Blodgett-Schichten chemisch nachfunktionalisiert. Auf diese Weise lassen sich molekulare PS- und CAT-Einheiten selektiv an eine der beiden Membranseiten koppeln. Dies ermöglicht eine kontrollierte räumliche Anordnung funktionaler Komponenten innerhalb der Membranstruktur.

Die entwickelten Systeme decken ein breites Funktionsspektrum ab: von strukturell stabilen Trägermembranen über elektrisch leitfähige Schichten bis hin zu Membranen mit integrierter photosensitiver Funktion. Damit liefert das Projekt grundlegende Beiträge zur kontrollierten Herstellung und Funktionalisierung molekularer Grenzflächensysteme für photokatalytische Anwendungen.

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