Molecular self-assembly of rigid-rod alkynyl chromophores on inorganic oxide surfaces

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Abstract

The hydrolysis of surface-bound basic tin-amide moieties with acidic protons of alkynyl chromophores leads to molecular self-assembly of a variety of rigid-rod alkynes on inorganic oxide surfaces such as glass, quartz, and single crystal silicon. Characterization of these newly developed thin films was achieved by contact-angle goniometry, FTIR-ATR, ellipsometry, and X-ray photoelectron spectroscopy, which indicate that these thin films are densely packed. Comparative molecular mechanics modeling studies on unbound and chemisorbed -Sn-Ctriple bondC-H monomer, dimer, trimer, and a 12 × 12 (144 molecule) model substrate, suggest that surface anchoring of Sn-alkynyl units is essential for highly ordered thin-film structures that can effect topochemical polymerization. Preliminary MO calculations on a 4 × 4 model show conjugated molecular orbitals through the system.

L'hydrolyse de portions basiques d'amides d'étain liées à une surface à l'aide de protons acides de chromophores alcynyles conduit à la formation d'autoassemblages moléculaires de divers alcynes en forme de tiges rigides sur des surfaces d'oxydes inorganiques comme le verre, le quartz et des cristaux uniques de silice. On a caractérisé les films minces ainsi formés par goniométrie de l'angle de contact, «FTIR-ATR», ellipsométrie et spectroscopie photoélectronique des rayons X et les données indiquent que ces films minces sont entassés d'une façon dense. Des études comparatives de mécanique moléculaire du monomère -Sn-Ctriple bondC-H non lié et chimisorbé, du dimère, du trimère et d'un substrat modèle 12 × 12 (144 molécules) suggèrent que l'ancrage en surface des unités alcynyles d'étain est essentiel pour que les structures fortement ordonnées des films minces puissent donner lieu à une polymérisation topochimique. Des calculs préliminaires d'OM sur un modèle 4 × 4 montrent la présence d'orbitales moléculaires conjuguées à travers tout le système.

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