Das Hauptziel dieses Promotionsprojekts ist es, im Sinne eines aktiven Umweltschutzes neue Konzepte f\u00fcr die nachhaltige und effiziente Nutzung der Sonnenenergie zu entwickeln. Zu diesem Zweck soll die reversible [4+4]-Photodimerisierung von Anthracen als funktionelles System f\u00fcr die Umwandlung und Speicherung von Sonnenlicht als chemische Energie erforscht und etabliert werden, da dieser Ansatz zur Nutzung von Sonnenenergie bisher weitgehend vernachl\u00e4ssigt wurde. Um eine kontrollierte, effiziente und nachhaltige Freisetzung der gespeicherten Energie in Form von W\u00e4rme zu erreichen, soll die R\u00fcckreaktion vorzugsweise in einem w\u00e4ssrigen Medium anstelle von organischen L\u00f6sungsmitteln untersucht werden. Die Effizienz der Photodimerisierungsreaktion soll durch die Verkn\u00fcpfung von zwei Anthraceneinheiten in einem Molek\u00fcl \u00fcber aliphatische Ketten optimiert, wodurch die bimolekulare Reaktion in eine effizientere und leichter zu kontrollierende monomolekulare Reaktion umgewandelt wird. Mit Blick auf zuk\u00fcnftige Anwendungen werden Anthracenderivate so funktionalisiert, dass sie sich auf Oberfl\u00e4chen anbringen lassen und so eine mobile und wiederverwendbare Einheit zur Energieumwandlung und Energiespeicherung bilden. Zun\u00e4chst werden neuartige, gezielt funktionalisierte Anthracenderivate mit haupts\u00e4chlich sterisch anspruchsvollen Arylsubstituenten \u00fcber den Syntheseweg synthetisiert, den ich in meiner Masterarbeit etabliert habe. Auf diese Weise lassen sich ma\u00dfgeschneiderte Anthracene mit den f\u00fcr die gew\u00fcnschte Anwendung erforderlichen Funktionalit\u00e4ten herstellen. Wie bereits in meiner Masterarbeit gezeigt, beeinflussen Anthracensubstituenten die Reaktionsgeschwindigkeit und dieRegioselektivit\u00e4t der Photodimerisierung erheblich. Daher soll die systematische Untersuchung einer Reihe von Derivaten einen besseren Einblick in die Parameter geben, die die Effizienz der Photodimerisierung und Cycloreversion bestimmen, und schlie\u00dflich die Identifizierung der am besten geeigneten Anthracenderivate f\u00fcr die Energieumwandlung und Energiespeicherung erm\u00f6glichen. Bestrahlungsexperimente sollen au\u00dferdem durch In-situ-Kernresonanzspektroskopie in Echtzeit verfolgt werden, d.h. einer bislang f\u00fcr diese Zwecke nur in der Arbeitsgruppe von Prof. Ihmels angewendeten Methode, die die Verfolgung der Photoreaktion und der dabei gebildeten Produkte in Echtzeit erlaubt.Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Anthracenphotodimerisierung und Cycloreversion in w\u00e4ssrigem Medium, um die Effizienz der Reaktionen zu erh\u00f6hen und die Abh\u00e4ngigkeit von \u00f6kologisch und \u00f6konomisch ung\u00fcnstigen organischen L\u00f6sungsmitteln zu vermeiden. Insbesondere die Cycloreversionsreaktion, bei der die gespeicherte Energie freigesetzt wird, ist bislang in diesem Bereich nicht systematisch und ausreichend untersucht worden. Ein wesentlicher Nachteil der Photocycloaddition von Anthracenen im Vergleich zu anderen photochromen Reaktionen ist ihre bimolekulare Natur, die h\u00f6here Konzentrationen und eine optimale Anordnung der beiden reagierenden Einheiten erfordert. Um dieses Problem zu umgehen, wird der etablierte Ansatz angewendet, die Reaktion in einen monomolekularen Prozess umzuwandeln, indem eine Verbindung zwischen zwei Anthraceneinheiten eingef\u00fchrt wird. Dazu wird eine systematische Serie mit verschiedenen Verbindungsl\u00e4ngen und Funktionalit\u00e4ten synthetisiert, um die optimale Verbindung f\u00fcr die Anthracene zu identifizieren. In der Anwendung soll das System als mobile Quelle f\u00fcr Energieumwandlung und Energiespeicherung genutzt werden. Daf\u00fcr sollen verschiedene Methoden zur Anbringung von Anthraceneinheiten auf einer Glasoberfl\u00e4che angewendet werden, und anschlie\u00dfend soll das Potenzial dieses Materials zur Speicherung und Freisetzung von Energie durch die Photocycloaddition und Cycloreversion des auf der Oberfl\u00e4che immobilisierten Anthracens untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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