FU Berlin Digitale Dissertation
Christian Hans Messerschmidt : Meso- and Nanoscopic Structuration of Surfaces with Supramolecular Aggregates and their Characterization with the Atomic Force Microscope Meso- und Nanostrukturierung von Oberflächen mit supramolekularen Aggregaten und deren Charakterisierung mit dem Rasterkraftmikroskop
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Abstract This thesis documents different approaches to structure surfaces by organic means. In most cases atomic force microscopy has been used as it is the method of choice to analyze mesoscopically structured, non-conducting probes. The influence of the surfaces has been demonstrated using the first vesicles and micelles stable after adsorption. A sequential structuring approach involved the fixation of supramolecular aggregates on surfaces and the self-assembly of a monolayer around them. For this approach fibrous aggregates were used, which were also characterized using AFM. Another strategy employed was forming mixed monolayers, which are forming domains, on a Langmuir trough and subsequent transfer to a solid surface. During this study tip-induced phase transitions in the LB-films were detected and characterized. A quinone compound forms nematic structures during transfer to a solid surface and can be used as a regioselective quencher of fluorescence of a porphyrin film. Electropolymerization of a porphyrine compound carrying a bispyridine substituent gave porphyrine fibers, which are possibly conducting.

Table of Contents Download the whole PhDthesis as a zip-tar file or as zip-File For download in PDF format click the chapter title 1.Einleitung 1 2.Grundlagen der Rasterkraftmikroskopie 7 2.1. Entwicklung der Rastersondenmikroskopie 7 2.2. Kräfte in der Rasterkraftmikroskopie 8 2.3. Meßprinzip 10 2.4. Spitzeninduzierte Meßfehler 11 2.5. Meßmethoden, die über Topographiemessungen hinausgehen 13 2.5.1. Phasenverschiebungen 13 2.5.2. Force Modulation und Pulsed Force Mode 17 2.6. Optische Nahfeldmikroskopie (SNOM) 18 3.Adsorbierte synkinetische Membransysteme als Untersuchungsobjekte von Oberflächen 20 3.1. Verwendete Oberflächen 20 3.2. Kräfte zwischen Oberfläche und Probensubstanz 22 3.3. Stabile Vesikel und Micellen und deren Wechselwirkungen mit der Oberfläche 24 3.3.1. Polymere Vesikel aus Bixinporphyrinen 25 3.3.2. Multischichtige Micellen 35 4.Strukturierung von Oberflächen mittels sequentiellem Aufbau 49 4.1. Faseraggregate 50 4.1.1. N-Octyl-D-Gluconamid 51 4.1.1.1. Doppelschichten aus N-Octyl-D-gluconamid 51 4.1.1.2. Faseraggregate aus N-Octyl-D-gluconamid 54 4.1.1.3. Untersuchungen zum Einsatz von Fasern aus N-Octyl-D-gluconamid zur Strukturierung von Oberflächen 57 4.1.2. Bolaamphiphile mit Alanin- und Lysin-Kopfgruppen 62 4.1.2.1. 6-Amino-2L-[13-(1L-carboxy-ethylcarbamoyl)-tridecanoylamino]- hexansäure 3 62 4.1.2.2. 6-Amino-2L-[13-(1D-carboxy-ethylcarbamoyl)-tridecanoylamino]- hexansäure 4 65 4.1.2.3. 6-Amino-2L-{12-[8-(1L-carboxy-ethylcarbamoyl)-octanoylamino]- dodecanoyl-amino}-hexansäure 5 69 4.1.2.4. 6-Amino-2L-{12-[9-(1L-carboxy-ethylcarbamoyl)-nonanoylamino]- dodecanoyl-amino}-hexansäure 6 72 4.1.2.5. Untersuchungen zum Einsatz von Fasern aus Bolaamphiphilen mit Alanin- und Lysin-Kopfguppen zur Strukturierung von Oberflächen 75 4.2 Hyaluronsäure 76 4.3 Lochfolien auf Cellulosebasis 78 5.Gemischte Monoschichten aus b-Tetraethyl-b-tetrapyridyl-porphyrin und Tetracosansäure 83 5.1. Langmuir-Blodgett-Filme der Einzelkomponenten 85 5.1.1. Tetracosansäure 85 5.1.1.1.Isothermen und Phasenübergänge 85 5.1.1.2. Langmuir-Blodgett-Film aus Tetracosansäure bei 20 mN/m 89 5.1.1.3. Langmuir-Blodgett-Film aus Tetracosansäure bei 15 mN/m 90 5.1.1.4. Langmuir-Blodgett-Film aus Tetracosansäure bei 10 mN/m 91 5.1.1.5. Interpretation des Phasenverhaltens des bei 10 mN/m übertragenen Tetracosansäurefilms 96 5.1.1.6. Messungen eines bei 10 mN/m übertragenen Tetracosansäurefilms bei hohem Auflagedruck 100 5.1.2. b-Tetraethyl-b-tetrapyridyl-porphyrin 102 5.2. Gemischte Monoschichten 113 5.2.1. Charakterisierung mittels Isothermen 113 5.2.2. Charakterisierung der gemischten Filme mit dem Rasterkraftmikroskop 115 5.2.3. Manipulation der Fettsäuredomänen bei verschiedenen Auflagedrücken 120 5.2.4. Rasternahfeldmikroskopische Untersuchungen 123 6.Mehrschichtige Langmuir-Blodgett-Filme 125 6.1. 2-Octadecyl-chinon-5-sulfonsäure 126 6.2. Schichtstruktur aus einer b-Tetraethyl-b-tetrapyridyl-porphyrin- Monoschicht und einer Monoschicht aus 2-Octadecyl-chinon- 5-sulfonsäure 135 6.2.1. Charakterisierung im Rasterkraftmikroskop 137 6.2.2. Fluoreszenzuntersuchungen 139 7.Beispiele für nanoskopische und polymere mesoskopische Strukturierung 142 7.1. Molekulare Lücken in Thiolmonoschichten 142 7.1.1.Synthese von Porphyrinen mit schwefelhaltigen funktionellen Gruppen 144 7.1.2. UV/vis-Spektren 149 7.1.3. Cyclovoltammetrische Untersuchungen 150 7.2 Polymere Porphyrindrähte 155 7.2.1. Elektrochemische Darstellung des Polymers 155 7.2.2. Charakterisierung des Polymers aus Zink-5-[4,4´-bipyridinium- perchlorat]-porphyrin 22 158 7.2.3. Elektrochemische Darstellung der Porphyrindrähte 161 8.Zusammenfassung 165 8.1. Deutsche Zusammenfassung 165 8.2 English Conclusion 169 9.Experimenteller Teil 172 9.1. Meßgeräte und Präparationsmethoden 172 9.2 Verwendete Abkürzungen 178 9.3 Synthesen 179 10.Literaturverzeichnis 189

More Information:
Online available:	http://www.diss.fu-berlin.de/1999/72/indexe.html
Language of PhDThesis:	german
Keywords:	AFM, SPM, supramolecular aggregates, Langmuir-Blodgett, surface structuration
DNB-Sachgruppe:	30 Chemie
Date of disputation:	14-Dec-1999
PhDThesis from:	Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie, Freie Universität Berlin
First Referee:	Prof. Dr. Jürgen-Hinrich Fuhrhop
Second Referee:	Prof. Dr. Klaus Christmann
Contact (Author):	messer@chemie.fu-berlin.de
Contact (Advisor):	fuhrhop@chemie.fu-berlin.de
Date created:	20-Dec-1999
Date available:	24-Aug-2000

 

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