„W kierunku zerowej przerwy energetycznej i nadprzewodnikowych sprzężonych wielowymiarowych polimerów”

Kierownik projektu: prof. dr hab. inż. Mieczysław Łapkowski

Okres realizacji projektu: 01.06.2022-31.05.2026

Głównym celem proponowanego projektu jest synteza nowych monomerów amidynowych, a następnie – polimerów o strukturze uporządkowanej w trzech wymiarach, charakteryzujących się występowaniem pasma wzbronionego o wartości zbliżonej do zera. Monomery zostaną zsyntetyzowane na drodze reakcji odpowiednich aromatycznych bezwodników lub dibezwodników z diaminami. Przykładowo, zastosowanie aromatycznych meta- i para-diamin umożliwi tworzenie liniowych polimerów z jednostkami bis(diimidowymi); zaś zastosowanie orto-diamin powoduje wytworzenie polimeru drabinkowego z pięcioczłonowymi pierścieniami heterocyklicznymi (układy odniesienia). My zaś proponujemy syntezę monomerów, wytwarzanych na drodze kondensacji aromatycznych dibezwodników i 1,8-naftalenodiaminy, co skutkuje obecnością w strukturze monomeru jednostki perymidyny, która jak odkryliśmy, bierze udział w procesie utleniającego sprzęgania cząsteczek monomeru do struktury polimeru. Ponadto proponujemy zastosowanie dibezwodników funkcjonalizowanych także w rdzeniu aromatycznym jednostkami ulegającymi polimeryzacji (np. tiofen, pirol, EDOT, itp.), co ostatecznie umożliwi usztywnienie struktury dwuwymiarowej. Ponadto, zwiększone interakcje dalekiego zasięgu, z udziałem m.in.  cząsteczki perymidyny, mogą sprzyjać organizacji supramolekularnej w trzecim wymiarze. Reasumując, właściwy dobór bezwodnika i aminy może skutkować wytworzeniem odpowiedniego monomeru, dającego następnie polimer o płaskim dwuwymiarowym szkielecie i znacznych oddziaływaniach dalekiego zasięgu między warstwami 2D polimeru, co ostatecznie może zapewnić wytworzenie nowego materiału organicznego o wysokiej przewodności elektrycznej i niskiej szerokości pasma zabronionego.