Die trockene, offene Erhitzung von Inulin im Bereich zwischen 100 und 220 °C resultiert in einem Abbau der Fructanketten. Dabei entsteht in Abhängigkeit vom pH-Wert ein weites Spektrum an Abbauprodukten, primär Mono- und Disaccharide, vorrangig Fructose und verschiedene Di-D-Fructose Dianhydride (DFDA). Da bisher nur ein DFDA als kommerzieller Standard erhältlich ist, wurden aus einem Inulinkaramell nach Aufreinigung per Flash-Chromatographie und semipräparativer HPLC-RI vier DFDA isoliert und identifiziert. Dabei handelt es sich um α-D-Fruf-1,2´:2,3´-β-D-Fruf (DFA III), α-D-Fruf-1,2´:2,1´-α-D-Fruf (DFA VII), β-D-Fruf-1,2´:2,1´-β-D-Fruf und α-D-Fruf-1,2´:2,1´-β-D-Fruf (DFA I). Eine fünfte Verbindung wurde als α-D-Fruf-1,2´-β-D-Fruf identifiziert, welches vermutlich aus α-D-Fruf-1,2´:2,6´-β-D-Fruf (DFA V) freigesetzt wird. Während unter sauren Bedingungen vor allem Fructose bestimmt wurde, kommt es unter basischen Erhitzungsbedingungen verstärkt zur Bildung löslicher, farbiger Verbindungen. Durch einen basischen Zusatz kann außerdem die antioxidative Wirksamkeit der Inulinkaramelle gesteigert werden, wobei wahrscheinlich besonders die farbigen Verbindungen für die antioxidative Wirkung verantwortlich sind. Die präbiotische Wirkung kann durch die Erhitzung nicht gesteigert werden, wird jedoch bei moderaten Erhitzungsbedinungen (etwa 160 °C) nicht verrringert. Durch eine gezielte Erhitzung kann Inulin so verändert werden, dass sich neue Eigenschaften und damit auch neue Einsatzmöglichkeiten in der Lebensmittelindustrie ergeben.

Die trockene, offene Erhitzung von Inulin im Bereich zwischen 100 und 220 °C resultiert in einem Abbau der Fructanketten. Dabei entsteht in Abhängigkeit vom pH-Wert ein weites Spektrum an Abbauprodukten, primär Mono- und Disaccharide, vorrangig Fructose und verschiedene Di-D-Fructose Dianhydride (DFDA). Da bisher nur ein DFDA als kommerzieller Standard erhältlich ist, wurden aus einem Inulinkaramell nach Aufreinigung per Flash-Chromatographie und semipräparativer HPLC-RI vier DFDA isoliert und identifiziert. Dabei handelt es sich um α-D-Fruf-1,2´:2,3´-β-D-Fruf (DFA III), α-D-Fruf-1,2´:2,1´-α-D-Fruf (DFA VII), β-D-Fruf-1,2´:2,1´-β-D-Fruf und α-D-Fruf-1,2´:2,1´-β-D-Fruf (DFA I). Eine fünfte Verbindung wurde als α-D-Fruf-1,2´-β-D-Fruf identifiziert, welches vermutlich aus α-D-Fruf-1,2´:2,6´-β-D-Fruf (DFA V) freigesetzt wird. Während unter sauren Bedingungen vor allem Fructose bestimmt wurde, kommt es unter basischen Erhitzungsbedingungen verstärkt zur Bildung löslicher, farbiger Verbindungen. Durch einen basischen Zusatz kann außerdem die antioxidative Wirksamkeit der Inulinkaramelle gesteigert werden, wobei wahrscheinlich besonders die farbigen Verbindungen für die antioxidative Wirkung verantwortlich sind. Die präbiotische Wirkung kann durch die Erhitzung nicht gesteigert werden, wird jedoch bei moderaten Erhitzungsbedinungen (etwa 160 °C) nicht verrringert. Durch eine gezielte Erhitzung kann Inulin so verändert werden, dass sich neue Eigenschaften und damit auch neue Einsatzmöglichkeiten in der Lebensmittelindustrie ergeben.

We present a theoretical and experimental study on the lowest electronically excited states in quasi-one-dimensional molecular crystals. The specific calculations and the experiments are performed for the model compounds MePTCDI (N-N'-dimethylperylene-3,4:9,10-dicarboximide) and TCDA(3,4:9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride). The intermolecular interactions between nearest neighbors are quantum chemically analyzed on the basis of semi-empirical (ZINDO/S) Hartree-Fock calculations and a singly excited configuration interaction scheme. Supermolecular dimer states are projected onto a basis set of localized excitations. The nature of the lowest states is then completely explained as a superposition of molecular and low lying charge-transfer excitations. The CT excitations show a significant intrinsic transition dipole, which is oriented approximately parallel to the molecular planes and has a large component along the molecular M-axis. The exciton states in the one-dimensional stacks are described by a model Hamiltonian that includes interactions between three vibronic levels of the lowest molecular excitation and nearest-neighbor CT excitations. The three-dimensional crystal structure is considered by Frenkel exciton transfer between arbitrary molecules. This model is compared to polarized absorption spectra. With a small set of parameters, we can describe the key features of the absorption spectra, the polarization behavior, and the Davydov splitting. The variation of the polarization ratio for the various exciton states is analyzed as a direct qualitative proof for the mixing between Frenkel and charge-transfer excitons.

Au cours de ce travail, dans une première approche descendante, nous avons étudié la réalisation de cellules solaires multicouches évaporées à base de matériaux organiques : le pentacène et le PTCDI-C5. Nous nous sommes servis de cela pour bâtir des cellules simple jonction bicouches et les caractériser. Ces cellules ont servi de modèle de référence à notre étude et démontrent des capacités en accord avec la littérature. Nous avons ensuite produit et caractérisé des cellules multijonctions en bicouches. Une rapide étude sur le comportement d’une couche d’argent d’épaisseur nanométrique a servi à déposer la couche de recombinaison de ces cellules. Nous nous sommes ensuite attelés à la réalisation de monocouches auto-assemblées sur silicium dans le but de développer des couches actives donneur-accepteur et de pouvoir les empiler par l’approche ascendante. Après avoir étudié les groupements d’accroche silanes et acides phosphoniques, nous avons investigué la réalisation de SAM de (3-Triméthoxysilylpropyl) diéthylènetriamine (DETAS) sur silicium en tant que couche d’accroche pour les molécules actives. Nous avons mis en évidence la présence de liaisons hydrogènes aidant à l’organisation de la SAM grâce à des analyses ATR-FTIR. Nous nous sommes servis de cette SAM comme couche d’accroche pour la greffe d’une molécule photo-active le pérylène tétracarboxylique dianhydride (PTCDA). Les techniques de caractérisation par AFM, ellipsométrie et spectroscopie Raman nous ont servi à caractériser notre surface après la greffe de PTCDA / During this study, in a first top-down approach, we investigated evaporated multilayer organic solar cells built from pentacene and PTCDI-C5. We studied spectral response from these materials as well as their vacuum deposition characteristics. We used that knowledge to build simple junction and bi-layer solar cells. Those cells were the reference that allowed us to build and characterised multijonctions bi-layer solar cells with a nanostructured silver layer as recombination layer. A simple study of that silver layer was also conducted. We then switched to self-assembled monolayers on silicon in order to build donor-acceptor active layers that could be stacked, in a bottom-up approach. First, we compared silane and phosphonic acid grafting groups with an 18 carbon long alkane chain. Then we studied (3- trimethoxysilylpropyl) diethylentrimaine (DETAS) on silicon with extra care on relative humidity as a grafting parameter. We also investigated DETAS SAM to highlight hydrogen bonding within the monolayer using ATR-FTIR. DETAS SAM were then used as an anchor molecule for a photoactive molecule perylene tetracarboxylicdianhydrid (PTCDA). Characterisation technics used were AFM, ellipsometry, and Raman spectroscopy

We present a theoretical and experimental study on the lowest electronically excited states in quasi-one-dimensional molecular crystals. The specific calculations and the experiments are performed for the model compounds MePTCDI (N-N'-dimethylperylene-3,4:9,10-dicarboximide) and TCDA(3,4:9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride). The intermolecular interactions between nearest neighbors are quantum chemically analyzed on the basis of semi-empirical (ZINDO/S) Hartree-Fock calculations and a singly excited configuration interaction scheme. Supermolecular dimer states are projected onto a basis set of localized excitations. The nature of the lowest states is then completely explained as a superposition of molecular and low lying charge-transfer excitations. The CT excitations show a significant intrinsic transition dipole, which is oriented approximately parallel to the molecular planes and has a large component along the molecular M-axis. The exciton states in the one-dimensional stacks are described by a model Hamiltonian that includes interactions between three vibronic levels of the lowest molecular excitation and nearest-neighbor CT excitations. The three-dimensional crystal structure is considered by Frenkel exciton transfer between arbitrary molecules. This model is compared to polarized absorption spectra. With a small set of parameters, we can describe the key features of the absorption spectra, the polarization behavior, and the Davydov splitting. The variation of the polarization ratio for the various exciton states is analyzed as a direct qualitative proof for the mixing between Frenkel and charge-transfer excitons.