Dissipative Selbstassemblierung photolumineszierender Siliciumnanokristalle

• Published in: Angewandte Chemie 2018-10, Vol.130 (44), p.14817-14822
• Main Authors: Grötsch, Raphael K., Angı, Arzu, Mideksa, Yonatan G., Wanzke, Caren, Tena‐Solsona, Marta, Feige, Matthias J., Rieger, Bernhard, Boekhoven, Job
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Chemisches Reaktionsnetzwerk; Chemistry; Dissipative Selbstassemblierung; Nichtgleichgewichts-Selbstassemblierung; Organic chemistry; Siliciumnanokristalle; Silicon; Zelluläre Aufnahme
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201807937

Lösungen von Siliciumnanokristallen (SiNCs) werden z. B. wegen ihrer einstellbaren Photolumineszenz, Biokompatibilität und der Verfügbarkeit von Si in zahlreichen Anwendungen eingesetzt. In dissipativen supramolekularen Materialien wird die Selbstassemblierung von Molekülen oder Nanopartikeln durch ein chemisches Reaktionsnetzwerk angetrieben, das irreversibel Brennstoff verbraucht. Die Eigenschaften der entstehenden Strukturen werden durch die Kinetik des zugrunde liegenden chemischen Reaktionsnetzwerkes gesteuert. Hier wird die dissipative Selbstassemblierung von photolumineszierenden SiNCs demonstriert, die von einem chemischen Brennstoff angetrieben werden. Eine chemische Reaktion setzt die Selbstassemblierung der wasserlöslichen SiNCs in Gang. Allerdings sind die Strukturen transient, und wenn dem chemischen Reaktionsnetzwerk der Brennstoff ausgeht, deassemblieren sich die SiNCs. Die Lebensdauer der Strukturen ist durch die zugegebene Brennstoffmenge steuerbar. Die Plattform kann für die gesteuerte, verzögerte Aufnahme der Nanokristalle durch Säugetierzellen genutzt werden. On‐off‐Beziehung: Eine dissipative Selbstassemblierung photolumineszierender Siliciumnanokristalle (SiNCs) ist an ein brennstoffbetriebenes chemisches Reaktionsnetzwerk gekoppelt und ermöglicht so die kinetische Kontrolle der selbstassemblierten Strukturen. Beispielsweise bestimmt die Brennstoffmenge die Lebensdauer der Strukturen. Mit diesem Mechanismus ließ sich die Aufnahme von SiNCs durch Zellen verzögern.