Perspektiven der Chemie – Aspekte adaptiver Chemie und adaptiver Materialien

Abstract

Chemie, rein und angewandt, ist eine Wissenschaft und eine Industrie. Durch ihr Vermögen zum Ausdruck von Materie offenbart sie die Kreativität der Kunst. Sie entfaltete sich von molekularer zu supramolekularer Chemie und dann über konstitutionelle Dynamik zu adaptiver Chemie. Konstitutionelle Dynamik ermöglicht Adaption durch den Austausch von Komponenten und Selektion als Reaktion auf physikalische Reize (z. B. Licht, Photoselektion), chemische Reize (z. B. Metallionen, Metalloselektion) oder Umgebungsfaktoren (z. B. Phasenänderung), unter Bedingungen des Gleichgewichts oder des Ungleichgewichts, mit der Erzeugung der am besten angepassten Konstituente(n) eines dynamischen Satzes. Solche dynamischen Systeme können als zwei‐ oder dreidimensionale dynamische Netzwerke dargestellt werden, die die agonistischen und antagonistischen Beziehungen zwischen den durch Komponentenaustausch verknüpften Konstituenten definieren. Die Einführung konstitutioneller Dynamik in die Materialwissenschaften eröffnet Perspektiven für adaptive Materialien und Techniken mit reizvollen Eigenschaften (z. B. Selbstheilungsprozesse), im Besonderen dynamische Polymere, die ihre Merkmale (z. B. mechanische, optische) durch Komponentenaustausch und Rekombination als Reaktion auf verschiedene Reize anpassen. Konstitutionell‐adaptive Materialien münden in System‐Materialwissenschaften und ermöglichen zahlreiche neue Anwendungen in der Technologie der “weichen Materie”.

Integrative Self‐Sorting of Bipyridinium/Diazapyrenium‐Based Ligands into Pseudo[1]rotaxanes

“…It isa lso demonstrated how both integrative social and narcissistic Pd II -directed self-sorting can occur orthogonallya nd concomitantly for this type of ditopic ligands. [5,6] In this regard, directional intermoleculari nteractions, such as hydrogen bonding [7] or metal-ligand bonding, [8] have been extensively used to achievecontrolover self-sorted systems. [3] Nevertheless, abiotic (self)assembly utilizes in mosto ft he cases identicalb uildingb locks, with less attention on the use of structurally-diverse constituents and, consequently,o nt he development of synthetic strategies based on integrative social self-sorting.…”

Amphiphilic Metallopolymers for Photoswitchable Supramolecular Hydrogels

“…[1][2][3] In particular,s mart soft materials that display dynamic structure and those based on supramolecular interactions are particularly attractive. [1][2][3] In particular,s mart soft materials that display dynamic structure and those based on supramolecular interactions are particularly attractive.…”

“…[1][2][3] In particular,s mart soft materials that display dynamic structure and those based on supramolecular interactions are particularly attractive. [1,3,[9][10][11][12][13] In this way,m aterial response can arise from either an inherentd ynamicity of the system,f or instances elf-healing, or from functionalitiese ncoded within the building blocks throughj udicious molecular design. [1,3,[9][10][11][12][13] In this way,m aterial response can arise from either an inherentd ynamicity of the system,f or instances elf-healing, or from functionalitiese ncoded within the building blocks throughj udicious molecular design.…”

“…Stimuli-responsive and adaptivem aterials that display amacroscopic output is an increasingly emerging research topic in both chemical and materials science due to their large potential application in severalf ields including optoelectronics, sensors, biomaterials and bio-engineering. [1][2][3] In particular,s mart soft materials that display dynamic structure and those based on supramolecular interactions are particularly attractive. [4][5][6][7][8] This is partly due to their easier preparation by meanso f ab ottom-up synthetic approach, whicha llows for straightforward introductiono fs pecific functionalities, and thus functions, into supramolecular entities.…”

“…[4][5][6][7][8] This is partly due to their easier preparation by meanso f ab ottom-up synthetic approach, whicha llows for straightforward introductiono fs pecific functionalities, and thus functions, into supramolecular entities. [1,3,[9][10][11][12][13] In this way,m aterial response can arise from either an inherentd ynamicity of the system,f or instances elf-healing, or from functionalitiese ncoded within the building blocks throughj udicious molecular design.…”