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Organic fluorine in solid-state [2+2] photocycloadditionsSinnwell, Michael Alan 01 January 2017 (has links)
The use of principles of supramolecular chemistry to direct reactions in the crystalline state has emerged as a reliable means to facilitate highly selective reactions in a solvent-free environment. In this context, we have utilized the fixed spatial arrangements of molecules in a crystal lattice to promote intermolecular [2+2] photodimerizations. We have shown how principles of supramolecular chemistry can be used to preorganize olefins to undergo intermolecular [2+2] photodimerizations in the solid state. Explorations into fluorinated and partially fluorinated olefinic substrates has allowed for development of underutilized supramolecular interactions to direct such chemical reactions. We reported interactions between fluorinated molecules in inorganic complexes and organic solids that supported intermolecular [2+2] photodimerizations as well as cross-reactions between olefinic species.
Analogous to the hydrogen bond templates commonly utilized by our group to engineer reactive solids, we expanded the methodology by developing templates that direct reactions via halogen bonding. We report on the use of a halogen-bond-acceptor template to direct the formation of a small molecule lined with I- and F-atoms. We demonstrate the olefins in the solid undergo a [2+2] photodimerization with UV radiation in a stereoselective and quantitative manner. Our work provides the first use of halogen bonds to direct the formation of a small-molecule lined with halogen atoms in a solid. We reveal the halogenated product provides access to a unique family of host-guest materials that exhibit an extremely rare form of self-inclusion.
We describe the ability of halogen bonds to undergo bending deformations. There are currently great interests in halogen bonds as related to applications to organic synthesis, supramolecular chemistry, and materials science. While halogen bonds are often compared to hydrogen bonds, the wealth of knowledge concerning the fundamentals and behavior of halogen bonds has admittedly experienced less time to develop. In our work on single-crystal reactions and transformations, we have discovered the ability of halogen bonds based on rigid interacting partners to bend and deform. We provide a quantitative comparison of the bending to the literature to demonstrate how the geometric landscape of the bending compares to known data. We report a single-crystal-to-single-crystal transformation of a cocrystalline material involving a fluorinated, olefinic compound. The olefins adopt a well-defined, reactive geometry mediated by halogen-bonding templates.
We exploit metal-organic complexes to fix spatial arrangements of molecules in crystal lattices to promote intermolecular [2+2] photodimerizations. Perfluorophenyl-perfluorophenyl (C6F5···C6F5) interactions have recently emerged as a means to control supramolecular architectures and frameworks. However, it was not clear whether perfluorophenyl-perfluorophenyl interactions can be integrated in [2+2] photodimerizations in solids.
We describe the significant effect fluorine exercised on the structure and photoreactivity of an octafluoro stilbene derivative in the solid state. Specifically, we report the olefin, trans-1,2-bis(2,3,5,6-tetrafluorophenyl)ethylene, self-assembles via C-H···F and perfluorophenyl-perfluorophenyl interactions for a stereoselective and quantitative topochemical photodimerization.
Lastly, principles of crystal engineering and supramolecular chemistry are exploited to design and achieve a supramolecular protecting group strategy for the solid-state synthesis of a cyclobutane—a cyclobutane that supports a rare hydrogen-bonded self-catenating framework. The application of a hydrogen bonding coformer to separate a trans-isomer of a pyrimidyl olefin directly from a Wittig reaction is demonstrated. The coformer supports a head-to-head [2+2] photodimerization in the solid state.
The work demonstrated here describes our explorations into the supramolecular interactions of organic fluorine, and how such interactions can be used to facilitate the synthesis of small molecules via [2+2] photodimerizations in solids—alone and in accompaniment of other crystal engineering strategies.
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Dimensionnement en fatigue des structures ferroviaires en composites épaisNimdum, Pongsak 24 March 2009 (has links) (PDF)
Ce travail de thèse est consacré au développement d'outils de conception utilisables par des bureaux d'études. Si on note une progression des matériaux composites dans différents domaines, cette progression reste limitée dans certains secteurs ou les charges reprises par les structures, la sécurité qui leurs sont attachées nécessitent une conception rigoureuse. Tout changement de matériaux a besoin d'être argumenté. Par ailleurs si on augmente les marges de sécurité, l'intérêt des composites s'annule rapidement pour des raisons de coûts attachées à ces matériaux. Eviter ces écueils impliquent une conception basée sur une bonne connaissance des composites pressentis, à la fois dans les domaines linéaires et non linéaires. Cela signifie bien comprendre les mécanismes de dégradation et évaluer la tolérance associée aux différents dommages. C'est dans ce contexte et en partenariat avec la société ALSTOM, que nous avons étudié des composites tissés en carbone époxy pour réaliser certaines pièces de bogie. L'objectif de ce travail était de caractériser le comportement des matériaux, de répertorier leurs dégradations sous chargements quasi-statiques et cycliques puis de proposer des modèles de comportement prenant en compte l'influence des dégradations. Ces modèles implémentés dans un code de calcul par éléments finis doivent permettre de calculer des pièces à gradients de contraintes élevés. Un autre objectif était d'étudier le rôle joué par l'épaisseur des stratifications dans un contexte de pièces épaisses. La raison en est que les matériaux composites n'étant plus confinés à des parties dites secondaires ne reprenant que peu d'efforts, mais à des structures ou sous-structures primaires largement sollicitées, l'épaisseur des stratifications s'en trouve augmentée. Si on peut toujours parler de résistance exceptionnelle à la fatigue des composites, de rapport élevé entre la limite d'endurance et la résistance à la traction, il reste néanmoins à s'assurer que l'augmentation des épaisseurs ne vient pas contrarier ces affirmations. Les structures stratifiées développent en effet avec l'épaisseur des contraintes inter-laminaires dont la principale conséquence est d'engendrer des décollements entre les plis appelés délaminages, très préjudiciables pour la tenue mécanique de ces structures.
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Etude d'une séquence allylmétallation-cycloaddition contrôlée par un groupe silyleDistelmans, Anouk L. S. 19 July 2004 (has links)
Notre thèse s'intéresse à l'étude de séquences réactionnelles permeettant la création de carbones quaternaires.
Deux séquences de réactions sont envisagées :
- La première s'inscrit dans le prolongement des travaux de J-M. Adam et combine une réaction d'allylmétallation asymétrique et une réaction de cycloaddition [2+2] intramoléculaire. Elle conduit à des cyclobutanones bicycliques portant un substituant méthyle en tête de pont.
La réaction d'allylmétallation a tout d'abord été étudiée en version catalytique pour la réaction modèle d'addition d'un dérivé d'allylsilane, le 1,3-bis-triméthylsilylpropène, sur le benzaldéhyde, en présence d'une quantité catalytique d'inducteur de chiralité. Différents catalyseurs ont pour ce faire été envisagés.
La réaction d'allylmétallation asymétrique en version non catalytique a ensuite été reprise en vue de la synthèse de différents alcools homoallyliques porteurs d'un groupement silylé en a de la fonction hydroxyle. Deux inducteurs de chiralité différents ont été testés : le (R,R)-ClCpTiTADDOL et le (-)-(b)-méthoxydiisopinocamphéylborane. Dans cette réaction, la sélectivité est contrôlée par les ligands chiraux du métal.
La réaction de cycloaddition [2+2] intramoléculaire a lieu entre une oléfine terminale et un cation cétène-iminium formé in situ ; elle conduit à des cyclobutanones bicycliques. Le contrôle de la sélectivité de cette étape est régi par l'effet b du silicium. Nous avons étudié les limitations de la méthode en synthétisant des cyclobutanones bicycliques de différentes tailles et porteuses d'un carbone quaternaire en tête de pont.
- La seconde séquence étudiée implique une addition de Michaël, suivie d'une cyclopentannélation symétrique.
Dans cette partie de notre travail, nous avons poursuivi les travaux de P. Schanen en vue de la catalyse organique de la réaction d'addition de Michaël. Nous avons étudié la réaction d'addition de différents nucléophiles sur la cyclohexénone en présence de catalyseurs dérivés de la (L)-proline ou d'imidazolidinone. Une étude de la variation de la nature du nucléophile ainsi que du contre-ion est proposée.
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Our thesis studies reactions sequences leading to the formation of quaternary carbons.
Two reactions sequences are envisaged:
- The first one follows the work done by J-M. Adam and combines an asymmetric allylmetallation and an intramolecular [2+2] cycloaddition. This sequence leads to bicyclic cyclobutanones bearing a methyl substituent in bridgehead position.
The allylmetallation has first been studied catalytically for the model reaction of addition of 1,3-bis-triméthylsilylpropene on benzaldehyde in the presence of a catalytic amount of chiral inducer. Various catalysts have been tested.
The non catalytic asymmetric allylmetallation has then been used towards the synthesis of various homoallylic alcohols bearing a silyl group poistioned a to the hydroxyl function. Two chiral inducers have been tested: (R,R)-ClCpTiTADDOL and (-)-(b)-methoxydiisopinocampheylborane. At this step, selectivity is directed by chiral ligands on the metal.
The intramolecular [2+2} cycloaddition reaction takes place between a terminal olefin and a ketene iminium cation formed in situ. This reaction leads to bicyclic cyclobutanones. The selectivity control at this step is directed by the b-effect of silicon. We have studied the limitations of the method by synthesizing bicyclic cyclobutanones of various sizes and bearing a bridgehead quaternary carbon.
-The second reaction sequence combines a Michael addition and an asymmetric cyclopentannulation.
In this part, we have pursued the work done by P. Schanen and studied the organic catalysis of the Michael addition reaction. We heva studied the addition reaction of various nucleophiles on cyclohexenone in the presence of catalysts derived from (L)-proline or imidazolidinone. A study of the variation of the nature of thee nucleophile as well as of the counter-ion is proposed.
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Ruthenium-Catalyzed [2+2] Cycloaddition Reactions between a 3-Aza-2-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene and Unsymmetrical AlkynesDurham, Robin 12 August 2011 (has links)
This thesis is an investigation of ruthenium-catalyzed [2+2] cycloaddition reactions of a 3-aza-2-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene with unsymmetrical alkynes. Yields of up to 90% were obtained though regioselectivity was modest. Select cycloadducts could be separated and used to access a highly functionalized [3.2.0] bicyclic structure through reductive cleavage of the N-O bond. These ring-opened products displayed a chemical exchange phenomenon in 1D carbon NMR and required characterization by 2D NMR techniques. In addition, a haloalkynylation reaction was found to occur when 1-iodo-2-phenylethyne and the 3-aza-2-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene were submitted to the cycloaddition conditions. An effort was made to optimize the reaction between 1-iodo-2-phenylethyne and norbornadiene in favour of the addition product. / Government of Ontario, NSERC
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高度に官能基化された炭素四員環構築法の開発およびそれを利用したプロトイルダン類の全合成下田, 和摩 25 March 2019 (has links)
京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(薬学) / 甲第21720号 / 薬博第836号 / 新制||薬||241(附属図書館) / 京都大学大学院薬学研究科薬学専攻 / (主査)教授 高須 清誠, 教授 竹本 佳司, 教授 大野 浩章 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Pharmaceutical Sciences / Kyoto University / DFAM
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Syntéza π-elektronových systémů vhodných pro přenos a retenci náboje / The synthesis of π-electron systems suitable for transfer and retention of chargesNejedlý, Jindřich January 2021 (has links)
The aim of my Thesis was to develop a general synthetic methodology for the preparation of long helicenes equipped with suitable functional groups that control their solubility or serve as anchoring groups for attachment to metallic surfaces, especially gold. The well-established transition metal catalyzed [2+2+2] cyclotrimerization of triynes was selected as the key scaffold-forming transformation in the synthesis of long helicenes because of its high regioselectivity, atom efficiency, functional group tolerance and general robustness. A modular approach was used for the preparation of the starting oligoynes, thus enabling a high level of their structural diversity. Individual resorcinol- based aromatic building blocks were interconnected by Sonogashira cross-coupling reactions, providing complex cyclization precursors encompassing up to twelve alkyne units pre-arranged for the multiple [2+2+2] cycloisomerization to produce three six- membered rings from each set of three neighboring alkyne units. Thus, a small series of long helicenes with up to 19 rings constituting the helical scaffold was synthesized. The quadruple cyclization leading to the longest oxahelicene prepared to date was performed in a high-temperature-high-pressure flow reactor at 250 řC in the presence of CpCo(CO)2. The set of...
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Varying Coefficient Meta-Analysis Methods for Odds Ratios and Risk RatiosBonett, Douglas G., Price, Robert M. 01 January 2015 (has links)
Odds ratios and risk ratios are useful measures of effect size in 2-group studies in which the response variable is dichotomous. Confidence interval methods are proposed for combining and comparing odds ratios and risk ratios in multistudy designs. Unlike the traditional fixed-effect meta-analysis methods, the proposed varying coefficient methods do not require effect-size homogeneity, and unlike the randomeffects meta-analysis methods, the proposed varying coefficient methods do not assume that the effect sizes from the selected studies represent a random sample from a normally distributed superpopulation of effect sizes. The results of extensive simulation studies suggest that the proposed varying coefficient methods have excellent performance characteristics under realistic conditions and should provide useful alternatives to the currently used meta-analysis methods.
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Förseningstimmar på mötesseparerade 2+1-vägar : Hur förseningskostnaden påverkas av ombyggnad till 2+2-väg i relation till investeringskostnaden / Delay hours on 2+1-separeted roads : How the cost of delay hours are affected by reconstructing to 2+2-roads in relation to the investment costHamadi, Farah, Wallin, Viktor January 2019 (has links)
Från slutet av 1990-talet har en stor mängd av de icke-separerade 13 meter breda vägarna byggts om till mötesseparerade vägar, där trafiken i varje riktning separeras med en mittremsa. Mötesseparerade vägar har varit ett mycket lyckat projekt för trafiksäkerheten och bidragit med en stor minskning av svårt skadade och döda i trafiken. Det finns många mötesseparerade vägar i Sverige. Vid olyckor på 2+1-vägar blir det svårt för trafiken att vända på vägen vilket leder till stopp och gör det även svårt för Blåljusmyndigheten samt bärgningsbilar att ta sig fram. Dessa olyckor leder till förseningstimmar och i sin tur till samhällskostnader. Det här examensarbetet är skrivet för Trafikverket för att granska 2+1-vägar i Trafikverkets Region Öst. Rapporten tar fram och jämför minskning av förseningskostnader efter en ombyggnad från 2+1- till 2+2-väg, rapporten tar även fram och jämför förseningskostnaden med investeringskostnaden för ombyggnationen. Resultatet för den här studien har framförts genom litteraturstudier, analys av data från Trafikledningen, webbverktyg och genom användning av Microsoft Excel för kalkylering av förseningstimmar och -kostnader för utvalda vägar och sträckor. Resultatet från rapporten visar om det är värt att undersöka en 2+1-väg för ombyggnation från 2+1- till 2+2-väg ur förseningskostnadsperspektiv. Detta redovisas genom en generell jämförelse per mil 2+1-väg baserad på väg 50, 55 och 56 i Trafikverkets Region Öst. Rapporten innehåller även en analys över de fem mest drabbade olycksplatserna på E18:s 2+1 sträckor. Analysen av dessa visade att alla fem sträckor låg mellan Köping och Västerås i Västmanland. / From the late 1990s, a large part of the non-separated 13-meter-wide roads have been reconstructed into meeting separated roads, where traffic in each direction is separated by a middle strip. Meeting separated roads have been a very successful project for road safety and have contributed to a large reduction in severely injured and casualties in traffic. There are many meeting separated roads in Sweden. In the case of accidents on 2+1-roads, it becomes difficult for the traffic to turn around on the road, which leads to a stop and makes it difficult for the emergency services and tow trucks to reach the scene of the accident. These accidents lead to delay hours and, in turn, to community costs. This thesis is written for the Swedish Transport Administration to review 2+1 roads in the Swedish Transport Administration’s Region East. The report produces and compares the reduction of delay costs after rebuilding a road from 2+1- to 2+2-standard, the report also presents and compares the delay cost with the investment cost for the reconstruction. This study is based on literature studies, analysis of data from the “Traffic Management”, internet-based programs and through the use of Microsoft Excel for calculating delay hours and -costs for selected roads and routes. The result of the report shows whether it is worth investigating in a reconstruction from 2+1- to 2+2-road from delay cost perspective. This is presented through a general comparison per Scandinavian mile of 2+1-road based on roads 50, 55 and 56 in the Swedish Transport Administration’s Region East. The report also contains an analysis of the five most affected accident sites on the E18's 2+1-routes. The analysis of these accident sites showed that all five were between Köping and Västerås in Västmanland county.
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Coexistence onde de densité de charge / Supraconductivité dans TTF[Ni(dmit)2]2 / Charge Density Wave / Superconductivity coexistence in TTF[Ni(dmit)2]2Kaddour, Wafa 11 October 2013 (has links)
Au cours de cette thèse, nous étudions la compétition entre les états onde de densité de charge (ODC) et supraconducteur dans le composé multi-bandes à deux chaines TTF[Ni(dmit)2]2. Nous avons réalisé des mesures de résistivité, de pouvoir thermoélectrique et de conductivité thermique sous pression hydrostatique jusqu’aux basses températures. A basse pression, deux ondes de densité de charge détectées par mesures de rayons X et observées par nos mesures de résistivité transverse sont associées aux bandes 1D LUMO et HOMOI de la chaine Ni(dmit)2. A 12kbar, la fusion de ces deux instabilités est associée à l’emboîtement des bandes LUMO avec les bandes HOMOI à travers le point Γ de la première zone de Brillouin. A 18kbar et sur un intervalle de 5-6kbar, on observe un pic de commensurabilité attribué au vecteur d’emboîtement commensurable 2kF = 1/3b*.La supraconductivité est observée à partir de 2kbar et jusqu’à 22kbar avec une température critique 0.6K qui augmente avec la pression et est corrélée à la variation des températures de transition ODC. La supraconductivité est associée à la bande 2D HOMOII du Ni(dmit)2. Les mesures de champ magnétique critique ont permis de donner des informations sur l’évolution de la texture de coexistence métal- ODC en fonction de la pression. Elles mettent aussi en évidence une supraconductivité non conventionnelle avec des nœuds dans le gap.Ces résultats nous ont permis de revisiter le diagramme de phase Température-Pression de ce composé qui s'est révélé beaucoup plus riche que ce qui avait été rapporté jusqu’à maintenant. / In this thesis, we studied the competition between charge density wave (CDW) and superconductivity in the 1D multiband compound TTF[Ni(dmit)2]2. Resistivity, thermoelectric power and thermal conductivity measurements have been performed under pressure and down to very low temperatures.At low pressure, two charge density waves, detected by X ray measurements and observed in our transverse resistivity measurements, are associated to the 1D bands LUMO and HOMO of the Ni(dmit)2 chains. At 12kbar, the fusion of those two CDWs is associated to the nesting of the LUMO bands with the HOMO ones through the Γ point of the Brillouin zone. At 18 and around 5-6kbar, we observe a commensurability pic due to the commensurate wave vector 2kF=1/3b*.From 2 to 22kbar, we observe a superconductive transition at a critical temperature 0.6K which grow with pressure and is correlated to critical temperature of CDW transition. The superconductivity is associated to the 2D band HOMOII of the Ni(dmit)2 chains. Measurements of the upper critical field gave information about the evolution with pressure of metal-charge density wave regions. They bring out the unconventional nature of the superconductivity and the presence of node in the gap.Thanks to those results, we obtained a more rich Temperature – Pressure phase diagram of the TTF[Ni(dmit)2]2 than the existing one.
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Entwicklung multi-stimuli sensitiver Materialien auf der Basis von flüssigkristallinen Elastomeren / Development of multi-stimuli sensitive materials based on liquid-crystalline elastomersMelchert, Christian January 2012 (has links)
Aufgrund der zunehmenden technischen Ansprüche der Gesellschaft sind sich aktiv bewegende Polymere in den Mittelpunkt aktueller Forschung gerückt. Diese spielen bei Anwen-dungen im Bereich von künstlichen Muskeln und Implantaten für die minimal invasive Chirurgie eine wichtige Rolle. Vor allem Formänderungs- und Formgedächtnispolymere stehen dabei im wissenschaftlichen Fokus. Während die kontaktlose Deformation einer permanenten Form in eine temporäre metastabile Form, charakteristisch für Formände-rungspolymere ist, kann bei Formgedächtnis-Materialien die temporäre Form, aufgrund der Ausbildung reversibler, temporärer Netzpunkte, fixiert werden. Ein Polymermaterial, das eine Kombination beider Funktionen aufweist würde zu einem Material führen welches kontaktlos in eine temporäre Form deformiert und in dieser fixiert werden kann. Zusätzlich würde aufgrund der kontaktlosen Deformation die Reversibilität dieser Funktion gewähr-leistet sein. Ein solches Material ist bislang noch nicht beschrieben worden.
In dieser Arbeit wird untersucht, ob durch die Kopplung zweier separat schaltbarer, be-kannter Funktionen eine neue schaltbare Funktion erzielt werden kann. Daher wurden multi-stimuli sensitive Materialien entwickelt die eine Kopplung des Formänderungs- und des Formgedächtniseffektes aufweisen.
Dazu wurden zwei Konzepte entwickelt, die sich hinsichtlich der Reihenfolge der verwendeten Stimuli unterscheiden. Im ersten Konzept wurden flüssigkristalline Elastomere basie-rend auf Azobenzenderivaten aufgebaut und hinsichtlich der Kombination des licht-induzierten Formänderungseffektes mit dem thermisch-induzierten Formgedächtniseffekt untersucht. Diese orientierten Netzwerke weisen oberhalb der Glasübergangstemperatur (Tg) eine kontaktlose Verformung (Biegung) durch Bestrahlung mit UV-Licht des geeigneten Wellenlängenbereichs auf, wodurch eine temporäre Form erhalten wurde. Hierbei spielt der Vernetzungsgrad eine entscheidende Rolle bezüglich der Ausprägung dieser Biegung. Eine fixierte, temporäre Form konnte durch gleichzeitiges Abkühlen des Materials unterhalb von Tg während der Bestrahlung mit UV-Licht erhalten werden. Nach erneutem Aufheizen über Tg konnte die Originalform wiederhergestellt werden. Dieser Vorgang konnte reversibel durchgeführt werden. Damit wurde gezeigt, dass eine neue schaltbare Funktion erzielt wurde, die auf der Kopplung des lichtinduzierten Formänderungs- mit dem thermisch-induzierten Formgedächtniseffekt basiert. Die Abstimmung der einzelnen Funktion wird in diesem Konzept über die Morphologie des Systems gewährleistet. Diese neue Funktion ermöglicht eine kontaktlose Deformation des Materials in eine temporäre Form, welche fixiert werden kann.
Im zweiten Konzept wurde eine Kopplung des thermisch induzierten Formänderungs- mit dem licht-induzierten Formgedächtniseffekt angestrebt. Um dies zu realisieren wurden nematisch, flüssigkristalline Hauptkettenelastomere (NMC-LCE) entwickelt, die eine nied-rige Übergangstemperatur der nematischen in die isotrope Phase (TNI), als auch einen aus-geprägten thermisch induzierten Formänderungseffekt aufweisen. Zusätzlich wurde eine photosensitive Schicht aufgebaut, die Cinnamylidenessigsäuregruppen in der Seitenkette eines Polysiloxanrückgrates aufweist. Die Reversibilität der photoinduzierten [2+2]-Cycloaddition konnte für dieses photosensitive Polymer beobachtet werden, wodurch die-ses Polymersystem in der Lage ist reversible temporäre Netzpunkte, aufgrund der Bestrah-lung mit UV-Licht, auszubilden. Die kovalente Anbindung der photosensitiven Schicht an die Oberfläche des flüssigkristallinen Kerns wurde erfolgreich durchgeführt, wodurch ein Multi-Komponenten-System aufgebaut wurde. Die Kombination des thermisch-induzierten Formänderungs- mit dem licht-induzierten Formgedächtniseffektes wurde anhand dieses Systems untersucht. Während die Einzelkomponenten die erforderliche Funktion zeigten, ist hier noch Arbeit in der Abstimmung beider Strukturen zu leisten. Insbesondere die Variation der Schichtdicken beider Komponenten steht im Fokus zukünftiger Arbeiten.
In dieser Arbeit wurde durch die Kopplung von zwei separat schaltbaren, bekannten Funktionen eine neue schaltbare Funktion erzielt. Dies setzt voraus, dass die Einzelkomponenten hinsichtlich einer Funktion schaltbar sind und in einem Material integriert werden können. Des Weiteren müssen die beiden Funktionen mit unterschiedlichen Stimuli geschaltet werden. Ein wichtiger Schritt bei der Kopplung der Funktionen, ist die Abstimmung der beiden Komponenten. Dies kann über die Variation der Morphologie oder der Struktur erzielt werden. Anhand der Vielzahl der vorhandenen stimuli-sensitiven Materialien sind verschiedene Kopplungsmöglichkeiten vorhanden. Demnach wird erwartet, dass auf diesem Gebiet weitere neue Funktionen erzielt werden können. / Actively moving polymers are high scientific significance due to their ability to move actively in response to an external stimulus. Most notably shape-change and shape-memory polymers are in the focus of current research. Shape-changing polymers exhibit a non-contact deformation from a permanent into a temporary shape, which is just stable as long the material is exposed to an external stimulus. In contrast shape-memory polymers are capable of a fixed temporary shape due to the formation of additional temporary netpoints, while the deformation is proceed by applying mechanical stress. A polymeric material, which combines both functions would result into a material that possesses the advantages of the shape-change, as well as the shape-memory effect.
In this work, the coupling of two known functions is investigated which results into a new switchable function. Therefore, two different concepts were developed requiring different material structures. For the first concept monodomain, smectic liquid-crystalline elastomers (LCE) containing azobenzene moieties were prepared and the coupling of the light-induced shape-change with the thermally-induced shape-memory effect was investigated. These oriented LCE's exhibit a non-contact deformation into a temporary shape, above the glass transition temperature (Tg), due to the irradiation with UV-light. The temporary shape could be fixed by cooling the material below Tg, while the irradiation with light was kept constant. The permanent shape could be recovered by additional heating above Tg. This process could be repeated several times. Therefore, a new switchable function was developed, which based on the coupling of the light-induced shape-change with the thermally induced shape-memory effect. The second concept required a multi-component system and the coupling of the thermally-induced shape-memory withe the light-induced shape-change effect was investigated. The multi component system consists of a LCE-core and a photosensitive layer. Nematic, main-chain elastomers were prepared, which possess of low transition temperatures and high actuation performances. The photosensitive layer consists of cinnamylidene acetic moieties, that were attached to a siloxane backbone, while the photoreversibility of the light-induced [2+2]-cycloaddition was shown. Furthermore, the photosensitive layer was covalently attached to the surface of the LCE-core. While both components showed their functionality, the coupling of the thermally-induced shape-change with the light-induced shape-memory effect was not successful up to now. The Adjustment of both components on each other has to be improved. Mainly the variation of the layer thickness of both structural components should be in the focus of future work.
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