Conductive metal–organic frameworks (MOFs) as well as smart, stimuli‐responsive MOF materials have attracted considerable attention with respect to advanced applications in energy harvesting and storage as well as in signal processing. Here, the conductance of MOF films of type UiO‐67 with embedded photoswitchable nitro‐substituted spiropyrans was investigated. Under UV irradiation, the spiropyran (SP) reversibly isomerizes to the open merocyanine (MC) form, a zwitterionic molecule with an extended conjugated π‐system. The light‐induced SP–MC isomerization allows for remote control over the conductance of the SP@UiO‐67 MOF film, and the conductance can be increased by one order of magnitude. This research has the potential to contribute to the development of a new generation of photoelectronic devices based on smart hybrid materials.
Leitfähige metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) und intelligente,d urchv erschiedene Stimuli anregbare MOFs werden aktuell intensiv aufgrund ihrer Eignung in der Energiegewinnung und -speicherung sowie Signalverarbeitung untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde die elektronische Leitfähigkeit von MOF-Filmen des Typs UiO-67 mit eingelagertem photoschaltbaren nitro-substituierten Spiropyran untersucht. Bei Bestrahlung mit UV-Lichtk ommt es zur reversiblen Isomerisierung des Spiropyrans (SP) von seiner geschlossenen SP-Form in die offene Merocyanin(MC)-Form. Bei letzterem handelt es sich um ein zwitterionisches Molekülm it einem delokalisierten konjugierten p-Elektronensystem. Wirk onnten zeigen, dass diese lichtinduzierte SPzu-MC-Isomerisierung zur gezielten Steuerung der Leitfähigkeit dieses SP@UiO-67-Films führt, wobei die elektrische Leitfähigkeit um eine Grçßenordnung erhçht werden konnte. Diese Ergebnisse werden zur Entwicklung einer neuen Generation photoelektronischer Bauteile auf Basis intelligenter Hybridmaterialien beitragen. Nanoporçse Hybridmaterialien mit Leiter-u nd Halbleitereigenschaften sind aufgrund ihrer vielseitigen Anwendungen als chemische Sensoren, Super-Kondensatoren und Batterien eine vielversprechende Substanzklasse. [1] Metallorganische Gerüstverbindungen, bestehend aus Metall-Knoten, die durch organische Linkermoleküle miteinander verbrückt sind, bilden eine Untergruppe der kristallinen nanoporçsen Hybridmaterialien. [2] Aufgrund ihrer Vielfalt und der Mçglichkeit, ihre Eigenschaften gezielt durch Modifizierung ihrer Komponenten einzustellen, werden MOFs in Hinblick auf mçgliche Anwendungen als Halbleiter untersucht. [3] Zudem kçnnen funktionelle MOF-Materialien mit steuerbaren Eigenschaften durch die Einlagerung von photochromen Molekülen, [4] wie Azobenzolen, Diarylethenen und Spiropyranen, [5] hergestellt werden. Dabei wurden durch Azobenzol, häufig substituiert an das Linkermolekül, [5e] sowohl die Absorptionseigenschaften, [6] die Adsorptions- [7] und die Diffusionseigenschaften von Gastmolekülen [8] und die Membrantrennleistung [9] beeinflusst. Mit Diarylethenen hingegen wurden die Absorptionseigenschaften, [10] Membrandurchlässigkeit [11] und die Singulett-Sauerstoffproduktionsraten [12] des Materials geschaltet. Bisher befasst sich nur eine kleine Anzahl von Publikationen mit Spiropyranen in MOFs,b ei denen der Photoschalter entweder als Gastmolekülnicht-kovalent gebunden in den Poren vorliegt [13] oder als Substituent am Linker in das MOF-Gerüst eingebracht wurde. [14] Die Bestrahlung mit UV-Licht lçst die Isomerisierung der geschlossenen SP-Form zur offenen, zwitterionischen MC-Form aus.D abei verändert sich zum einen die Länge des Farbstoffes von 12.2 zu 14.0 ,und zum anderen kommt es zur Vergrçßerung des konjugierten p-Elektronensystems.D urch thermische Relaxation oder durch Bestrahlung mit sichtbarem Licht isomerisiert MC wieder zurück in die thermodynamisch stabile SP-Form. Details zur SP-zu-MC-Isomerisierung finden sich in der Ref. [15].E sk onnte gezeigt wer...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.