VALNÉ SHROMÁŽDĚNĺ UČENÉ SPOLEČNOSTI

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "VALNÉ SHROMÁŽDĚNĺ UČENÉ SPOLEČNOSTI"

Marian Beránek
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 VALÉ SHROMÁŽDĚĺ UČEÉ SPOLEČOSTI 19. května 2008 Umělé molekulární přístroje a jiné novinky z chemie hmoty neživé Josef Michl University of Colorado, Boulder, CO 80309, U. S. A. a Akademie Věd České Republiky, Praha, Česká Republika

chemie hmoty neživé Josef Michl University of Colorado,

2 PŘEHLED výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zda a jak ji řídit? všeho s mírou

narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý?

3 Molekulární rotory na povrchu azimutální altitudinální rotátor osa držák

4 Samoskladný altitudinální molekulární rotor Br Br TMS Cu/Pd ; TBAF 3. dppp-pti 2, CuI, Et 2 H 4. AgO 3 Ph Ph Ph Ph P Pt P Pt OO 2 P Ph P Ph Ph OO 2 Ph Pt + + Pt + Pt + Pt + Pt Pt - 6 O 3 +

5 Derivative Mode STM Images rotory držáky

6 Differential Barrier Height Measurement na dipolárním rotoru + V sample < 0 - V sample >0 F F di = dz βφ 12 / i di = dz + βφ 12 / + i Differential Barrier Height: di di i dz = + dz β ( φ 12 / φ 12 / ) +

7 Differential Barrier Height Measurement na dipolárním a na nepolárním rotoru ormal STM Barrier Height Difference Dipolar Rotor on-polar Rotor 10 nm

8 Spočtená dynamika na povrchu zlata elektrické pole: 90 GHz / 6 GV/m

9 Spočtená dynamika na povrchu zlata elektrické pole: 90 GHz / 4.4 GV/m

11 Loop.

12 PŘEHLED výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zda a jak ji řídit? všeho s mírou

13 1a 1a PMe 3 Me 3P Pt OTf OTf 2 3a 3a OTf = (PMe 3 ) 2 Pt MOLEKULÁRĺ KLECE spojky 1a 1d + 2 klece 3a 3d (12+, triflates) UFF molekulární mechanika 1b 1b 2 3b 12 - OTf 3c (asi ne) 3b 12+ 1c Co 1c 2 Co Co 3c (nejspíš) 3c 12 - OTf 1d Co 1d 2 3d Co 3c Co OTf 3d 3d

molekulární mechanika 1b 1b 2 3b 12 - OTf 3c (asi ne) 3b 12+ 1c Co 1c

14 3d 3c 3b EYRIGŮV GRAF PRO RYCHLOSTĺ KOSTATU VÝMĚY HRA PYRIDIU V DODEKAKATIOTECH 3a 3d/12 TfO - V CD 3 O 2 ROZTOKU 3a ΔH (kcal/mol) ΔS (cal/mol.k) 11 to to -18

16 PŘEHLED výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zda a jak ji řídit? všeho s mírou

17 Li + catalyza adice metylového radikálu na etylen byla předpovězena ab inicio výpočty v roce 1986 Timothy Clark (Univ. Erlangen, Germany): aktivační energie v plynné fázi je snížena z 14.4 na 6.0 kcal/mol, když je etylen komplexován s Li + (Clark, T. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, 1774). áhodné pozorování první polymerizace neaktivovaného alkenu, katalyzované kationty Li + : Dr. Steffi Körbe si všimla, že lithná sůl C- alkenylovaného undekametylovaného carborátového aniontu na vzduchu samovolně oligomerizuje z důvodů, které se zdály záhadné. Dr. Kamesh Vyakaranam zjistil, že reakce je radikálová (J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5680). Další krok: polymerizovaly by jednoduché alkeny?

áhodné pozorování první polymerizace neaktivovaného alkenu, katalyzované kationty Li + : Dr.

18 POLYISOBUTYLE (PIB) Isobutylen je zejména nevhodný pro radikálovou polymerizaci, neboť vytváří allylové radikály abstrakcí vodíkových atomů v allylových polohách C H 3 C C C CH 3 H 3 C CH + CH 3 Odian, G. Principles of Polymerization. John Wiley & Sons, Inc.: ew York, 4th Edition, 2004, Ch. 3, p. 201.

allylových polohách C H 3 C C C CH 3 H 3 C CH + CH 3 Odian, G.

19 Isobutylen + radikálov lový iniciátor + LiCB 11 Me 12 v dosti inertním rozpouštědle poskytují nový izomer PIB a a 1 H-MR l-pib b b n l-pib b-pib 1.5 δ / ppm 1.0

20 b-pib V 1 V 2 '(ipr)h 3 C CH 3 (ipr)' (ipr)h 3 C CH 3 (ipr) CH(b)' CH(b) '(Lb)H 2 C CH 3 (Lb) (Lb)H 2 C (Lb)Cq (Lb)Cq CH 3 (Lb) (*L)H 2 C CH 3 (Lb) CH 3 (L*) CH 3 (L*) (*L)Cq (*L)Cq CH 3 (L*) (*L)H CH 3 (L*) 2 C CH 3 (L*) (*L)H 2 C CH 3 (L*) (*L)Cq (*L)Cq (*L)H 2 C CH 3 (Lb) (6)H CH 3 (L*) 2 C (L CH 3 (L*) CH 1 )H 2 C (L 1 )Cq 3 (7) CH CH 3 (8) (L 1 )Cq 3 (L 1 ) R CH 3 (7) CH 3 (L 1 ) Cq C (v) C H(5) H2 (9) C H(1) n C H(4) Me(3) (2)Cq Me(3) Me(3) Cq(Lb) CH(1) Cq(L*) Cq(L1) CH(5) 13 C MR CDCl 3 CHb and CHb CH 2 of branches Cqv CH 3 (ip r) CH 3 (b ra n ch ) CH 3 (ip r) CH(5) vinylidene 9 8 O = lo w M W im p u ritie s d, ppm L* CH 3 region CH 3 (ip r) and (ip r) 1 H MR 8 9 CH(4) CH(1) CH 2 (L b ) CH 2 re g io n L* Lb L1 6 o L1 Lb 7 o o CH(b) CH(b) CH(5) d, ppm

1 ) Cq C (v) C H(5) H2 (9) C H(1) n C H(4) Me(3) (2)Cq Me(3) Me(3) Cq(Lb) CH(1) Cq(L*) Cq(L1) CH(5) 13 C MR CDCl 3 CHb and CHb CH 2 of branches Cqv CH 3 (ip r) CH 3 (b ra n ch ) CH 3 (ip r)

21 b-pib : 30 větví (M W ~ 8600)

22 Jak dochází k současn asné tvorbě b-pib a l-pib?

23 PŘEHLED výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zda a jak ji řídit? - všeho s mírou

24 Fotovoltaický článek: cena a účinost min BOS cost Ultimate Thermodynamic limit at 1 sun Shockley- Queisser limit pro $0.02/kWh potřebujeme celkovou cenu $0.40/W p

25 GRÄTZELŮV SOLÁRĺ ČLÁEK M. Grätzel, ature, 414, 338(2001) Band Diagram Dye-Sensitized anocrystalline TiO 2 Photochemical Solar Cell Redox potentials: TiO 2 CB = -0.5 V; D + /D = V; R/R - = 0.5 V

26 SCHEMA SOLÁRĺHO ČLÁKU VYUŽĺVAJĺCĺHO SIGLETOVÉHO ŠTĚPEĺ (SIGLET FISSIO, SF)

27 SIGLETOVÉ ŠTĔPEĺ OČEKÁVAÝ VLIV A ÚČIOST SOLÁRÍCH ČLÁKŮ AM1.5G Efficiency (%) Top Cell = SF Bottom Cell = Single Gap Dye Cell Assumptions: - detailed balance -1 Sun illumination - full absorption of incident solar light above 1.1 ev - optimal charge collection efficiency S 0 -T 1 Bandgap (ev) M. Hanna, A. J. ozik, J. Appl. Phys. 2006, 100,

28 PPP excitační energie O O O O O H H H H H H 4 S ΔE (ev) 3 2 T 2 T S 0

29 1,3-DIFEYLISOBEZOFURA MOOMER A DIMERY V PEVÉ FÁZI ~ 50% tripletu mechanismem SF (singlet fission) MOOMER V ROZTOKU 0% tripletu SLABĚ SPŘAŽEÉ DIMERY V EPOLÁRÍM ROZTOKU: 0% tripletu V POLÁRÍM ROZTOKU: ~10% tripletu mechanismem radikál kation radikál anion (nikoliv SF) SILĚ SPŘAŽEÝ DIMER V ROZTOKU ~3% tripletu mechanismem SF (energetický práh)

30 PŘEHLED výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zdaa jakjiřídit? - všeho s mírou

31 SOUHR: CO JSME PROBRALI výzkum vzdálenĕ cílený: molekulární rotor točí se, k ničemu není, ale třeba jednou bude? náhodný objev: bublina v molekulární kleci (nejspíš) kuriosita, avšak možná důležitá pro vysvĕtlení narkosy náhodný objev: velmi rozvĕtvený polymer bude k nĕčemu dobrý? výzkum témĕř užitý: štĕpení singletové excitace až mu lépe porozumíme, zlepšíme sluneční články? trochu zamyšlení nad vědou zdaa jakjiřídit? všeho s mírou

32 KDO PRACOVAL T. Magnera D. Caskey M.-B. Mulcahy D. Horinek J. Vacek S. Koerbe K. Vyakaranam A. ozik V. Volkis R. Shoemaker J. Johnson I. Paci X. Chen A. Akdag G. Kottas

Podobné dokumenty

Umělá fotosyntéza. Michael Hagelberg. Tomáš Polívka, Ústav fyzikální biologie

Umělá fotosyntéza. Michael Hagelberg. Tomáš Polívka, Ústav fyzikální biologie Umělá fotosyntéza Michael Hagelberg Tomáš Polívka, Ústav fyzikální biologie Energetické požadavky společnosti Energetický rozdíl 14 TW, 2050 33 TW, 2100 Alternativy Fosilní paliva Jaderné štěpení Obnovitelné