Zelfassemblage onder nanoconfinementcondities

Moleculaire zelfassemblage van organische bouwstenen is vaak gebruikt voor het fabriceren van complexe functionele oppervlakken. Een aanzienlijk deel van deze discipline bestaat uit het begrijpen van de complexiteit van moleculaire herkenningsprocessen die plaatsvinden tijdens het assemblageproces dat plaatsvindt op het raakvlak tussen een organische vloeistof en een kristallijne vaste stof. In de afgelopen twee decennia is een grote verscheidenheid aan structureel diverse moleculaire lagen gefabriceerd, variërend van eenvoudige lamellen tot geavanceerde multicomponentnetwerken. Scanning tunneling microscopy (STM), een krachtige techniek die vaak een submoleculaire resolutie biedt als het substraat geleidend, kristallijn en atomair vlak is, is ook gebruikt om deze moleculen duidelijk te zien. Het doel van dit onderzoek was moleculaire tweedimensionale (2D) kristaltechnologie die de controle van supramoleculaire interacties omvat om complexe patronen op een geprogrammeerde manier te bouwen. Analoog aan kristallisatie in bulk, wordt aangenomen dat de zelfassemblage van moleculen op het vloeistof-vaste grensvlak in afzonderlijke fasen verloopt, namelijk nucleatie, groei en rijping. Een aantal experimentele parameters zijn geïdentificeerd die een impact hebben op de samenstelling en structuur van het oppervlak op het vloeistof-vaste stof grensvlak (LSl). Deze parameters omvatten het type oplosmiddel, concentratie van moleculen, type substraat, temperatuur waarbij de zelfassemblage plaatsvindt en thermische geschiedenis van het monster. Grafiet, een geleidend materiaal dat bestaat uit gestapelde grafeenlagen, is een aantrekkelijk substraat voor het bestuderen van de nucleatie- en groeiprocessen van moleculaire zelfassemblage in 'kralen', met name monolaag-diepe, vlakke bodems met ronde bodem. Het in compartimentering brengen van de assemblerende moleculen in kralen en op omliggende terrassen kan een middel zijn bij het bestuderen van de processen die anders te snel of gekoppeld zijn. Tegelijkertijd zal het bepalen van cruciale parameters die relevant zijn voor de energetische aspecten en kinetiek van het assemblageproces inzicht te brengen in zelfassemblage aan het vloeistof-vaste stof grensvlak.