Design, Synthesis and Characterization of new Supramolecular Architectures

این پایان نامه بر طراحی، ساخت و بهره برداری از پایین به بالا از سیستم های فوق مولکولی که قادر به رفتار به عنوان دستگاه ها و ماشین ها در مقیاس مولکولی هستند، تمرکز دارد که موضوعی بسیار مورد توجه در علم نانو و چالشی جذاب در فناوری نانو است. به طور خاص، سیستم‌هایی که در اینجا مورد بررسی قرار می‌گیرند عبارتند از: دندریمرهای چندویولوژن که می‌توانند به عنوان میزبان و دستگاه‌های ذخیره‌کننده شارژ عمل کنند. ماشین‌های مولکولی مبتنی بر شبه‌روتاکسان‌ها/روتاکسان‌ها و با انتقال پروتون ناشی از نور، یا واکنش‌های ایزومریزاسیون نوری کار می‌کنند. و یک مالتی پلکسر/دی مولتی پلکسر تک مولکولی ساده. سیستم‌ها با استفاده از تکنیک‌های مختلفی از جمله طیف‌های جذب و نشر، فوتولیز فلاش لیزری، طیف‌سنجی NMR، آزمایش‌های الکتروشیمیایی، اندازه‌گیری جریان متوقف شده مشخص شده‌اند. این تحقیق به تعداد زیادی از مشکلات باز در علوم نانو می پردازد که با طیف گسترده ای از پیشرفته ترین کاربردهای سیستم های فوق مولکولی سروکار دارد.

This thesis focuses on the bottom-up design, construction and operation of supramolecular systems capable of behaving as devices and machines on the molecular scale, which is a topic of great interest in nanoscience and a fascinating challenge in nanotechnology. In particular, the systems investigated here include: polyviologen dendrimers capable of behaving as hosts and chargestoring devices; molecular machines based on pseudorotaxanes/rotaxanes and operated by photoinduced proton transfer, or photoisomerization reactions; and a simple unimolecular multiplexer/demultiplexer. The systems have been characterized using a variety of techniques including absorption and emission spectra, laser flash photolysis, NMR spectroscopy, electrochemical experiments, stopped flow measurements. This research addresses a large number of open problems in the nanosciences, dealing with a wide range of the most advanced applications of supramolecular systems.