Citation for published version (APA): Lerch, M. M. (2018). Donor-Acceptor Stenhouse Adducts [Groningen]: Rijksuniversiteit Groningen

Transkript

1 University of Groningen Donor-Acceptor Stenhouse Adducts Lerch, Michael Markus IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2018 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Lerch, M. M. (2018). Donor-Acceptor Stenhouse Adducts [Groningen]: Rijksuniversiteit Groningen Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date:

2 10

3

4 But science teaches more than this. It continually reminds us that we are still ignorant and there is much to learn. Vannevar Bush Science is Not Enough (1967) p

5 Popular Summary A better grip on novel molecular switches opens up new avenues in material science, medicine and molecular machines. Materials shape the world around us. In this century, scientists have started to create novel materials that have the potential to reshape our future. Instead of using static materials to create functional tools, the materials themselves are becoming responsive. Early signs of such approaches are glasses that automatically darken with higher intensity of light, smart surfaces and polymers that can respond to electric signals. At the heart of this revolution are molecules that can form such materials. In order to be successful, chemists need to create new molecules with properties that have never been seen before, and they need to know how to properly handle them. This thesis helps us to better understand and make use of a novel class of molecules that was discovered only three years ago by the group of Prof. Read de Alaniz at UC Santa Barbara: the so-called DASAs. This molecule changes its structure upon illumination, which has enabled the creation of surfaces that can change their properties with light or it helps building molecular machines. Researchers from the University of Groningen, under the guidance of Prof. Feringa and in cooperation with an international network of scientists, have uncovered the processes that happen when light hits the molecule. This knowledge helps modifying the existing molecules in order to reduce decomposition, improve color fastness, and overall quality and performance of these responsive materials. Subsequent research will take the lessons learned from this work and directly translate them to the development of new tools and materials for the future

6 Populaire Samenvatting Een betere beheersing van nieuwe moleculaire schakelaars opent nieuwe mogelijkheden in de ontwikkeling van materiaalkunde, geneeskunde en moleculaire machines. Materialen geven vorm aan de wereld om ons heen. Wetenschappers in deze eeuw ontwikkelen nieuwe materialen die onze toekomst mogelijkerwijs opnieuw vorm kunnen geven. In plaats van statische materialen te gebruiken teneinde functionele gereedschappen te ontwikkelen zijn het de materialen zelf die responsieve eigenschappen krijgen. Vroege voorbeelden van zulke ontwikkelingen zijn bijvoorbeeld brillen die automatisch donkerder worden wanneer de lichtintensiteit toeneemt, slimme oppervlaktes en polymeren die reageren op elektrische signalen. Aan de basis van deze revolutie liggen moleculen die zulke materialen kunnen vormen. Om dit soort moleculen te kunnen maken moeten scheikundigen nieuwe moleculaire eigenschappen ontwikkelen en ze moeten leren hoe ze met deze nieuwe moleculen om moeten gaan. Dit proefschrift draagt bij aan een dieper begrip van de eigenschappen en mogelijke toepassingen van de zogenoemde DASA, een nieuw soort molecuul die drie jaar geleden is ontwikkeld door de onderzoeksgroep van Prof. Read de Alaniz aan de UC Santa Barbara. Deze molecuul, die verandert van structuur zodra er licht op schijnt, kan ingezet worden voor verschillende toepassingen: zo kan het bijvoorbeeld gebruikt worden in de bouw van moleculaire machines of om oppervlaktes te ontwikkelen waarvan de eigenschappen veranderen door invloed van licht. Onder begeleiding van Prof. Feringa en in samenwerking met een internationaal netwerk van wetenschappers hebben onderzoekers aan de Rijksuniversiteit Groningen de processen bestudeerd die in gang worden gezet zodra er licht op deze molecuul valt. Kennis van deze processen kan gebruikt worden voor het aanpassen van de bestaande moleculen zodat de stabiliteit en de kleurvastheid kan worden verbeterd en de algehele kwaliteit en prestatievermogen van de responsive materialen omhoog zullen gaan. Vervolgonderzoek kan de resultaten van dit onderzoek direct omzetten naar de ontwikkeling van nieuwe materialen en toepassingen. 228

7 Populär-Wissenschaftliche Zusammenfassung Ein besseres Verständnis von neuen molekularen Schaltern ermöglicht neue Anwendungen in den Materialwissenschaften, in der Medizin und für molekulare Maschinen. Die Materialien in unserer Umgebung prägen unsere Welt. In diesem Jahrhundert haben Wissenschaftler mit der Entwicklung von neuen Materialien begonnen, die das Potential haben, unsere Zukunft zu verändern. Anstatt der Verwendung von normalen, unveränderbaren Materialien und Werkstoffen um Werkzeuge herzustellen, werden die Materialien intelligent und selbst zu Werkzeugen. Vorboten dieser Entwicklung sind zum Beispiel Gläser von Sonnenbrillen die mit Zunahme der Lichtintensität sich selbst Verdunkeln, oder intelligente Oberflächen und Kunststoffe die auf elektrische Signale reagieren. Im Zentrum solcher Entwicklungen und dieser Revolution stehen Moleküle. Chemiker, die solche Moleküle herstellen, müssen neue Molekülklassen entwickeln und verstehen wie sie diese optimal anwenden können. Die vorliegende Doktorarbeit hilft uns, durch ein besseres Verständnis einer neuen Klasse von molekularen Schalter, in Zukunft solche intelligente Materialien zu entwickeln. Diese Schalter mit dem Namen DASAs wurden vor drei Jahren in der Forschungsgruppe von Prof. Read de Alaniz an der UC Santa Barbara entwickelt. Unter Lichtbestrahlung verändern diese Moleküle Ihre Struktur und Eigenschaften und können damit reaktionsfähige Oberflächen und Materialien oder sogar molekulare Maschinen gestalten. Forscher der Universität Groningen unter der Leitung von Prof. Feringa zusammen mit einem internationalen Netzwerk von Forschern, haben die Prozesse untersucht, die unmittelbar nach der Aufnahme von Licht vonstattengehen. Dieses Wissen hilft diese Klasse von molekularen Schaltern zu optimieren um Zersetzung zu vermindern, die Farbechtheit und die Qualität und Leistung dieser Moleküle und schlussendlich der Materialien zu verbessern. Weitergehende Forschung wird dieses Wissen für die Entwicklung von neuen Werkzeugen und Materialien für die Zukunft benutzen