Interlocked fullerene and endohedral metallofullerene hosts for molecular machine-like sensing

用于分子机器传感的互锁富勒烯和内嵌金属富勒烯主体

基本信息

  • 批准号:
    EP/P033490/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 111.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2017 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Mechanically interlocked molecules such as rotaxanes, which resemble a molecular abacus with rod-like molecules passing through one or more rings and catenanes, which are two or more interpenetrating rings, are firmly established entities in the field of nanoscale molecular machines because of their ability to undergo controlled and reversible molecular motion through changes in the relative positions of their constituent parts. The inherent dynamics of such molecules can be controlled by light, electrochemical and chemical-based stimuli. This proposal aims to exploit their unique topological interlocked host cavities to recognize guest molecules as a means of causing the ring component of a rotaxane or catenane to move from one position to another along an rod-like axle or larger ring component as a sophisticated means of sensing negatively charged species of biological, medical and environmental importance. Through the attachment of nanoscale 'light bulbs' including luminescent metal 'filaments' inside an all carbon sphere-like football, to specific positions on the ring and axle components, the switching on or off of the light bulb is designed to occur when a target negatively charged species is recognised and causes ring components to slide or shuttle from one station position to another. Such materials can be thought of as "molecular machine-like sensors".Coating these materials on to conducting and optically transparent surfaces will produce devices that will change colour and/or emit light and undergo electrochemical perturbation in response to the addition of a specific negatively charged substrate. Fundamentally, the project will add considerable volume to our understanding of how complex molecular architectures, designed to exhibit dynamic motion, respond when confined to the sorts of surfaces that will, ultimately, underpin their application.
机械互锁的分子(例如轮济),类似于分子算盘,带有杆状分子,穿过一个或多个环和链烷,它们是两个或多个互穿环,是纳米级分子机器领域中牢固建立的实体,因为它们可以通过对相对的变化而在相对的变化中进行构成,以使其在相对的变化中进行变化。这种分子的固有动力学可以通过光,电化学和化学基于化学的刺激来控制。该提案旨在利用其独特的拓扑互锁的宿主腔,以识别来宾分子,作为使旋转烷或卡曲这烷的环组件沿杆状轴或更大的环组件从一个位置移动到另一个位置的一种手段,作为一种将负电荷的生物学,医疗,医疗和环境重要性的物种感知的精致手段。通过纳米级“灯泡”的附着,包括发光金属“细丝”在全碳球体状的足球内,到环和轴组件上的特定位置,当灯泡打开或关闭灯泡时,当目标带负电荷的物种被识别并导致环形组件或从一个站点滑动到另一个站点的位置时发生。可以将这种材料视为“分子机样传感器”。将这些材料套用到进行操作和光学透明的表面将产生将改变颜色和/或发射光线并进行电化学扰动的设备,以响应特定带电的底物。从根本上讲,该项目将增加我们对旨在表现动态运动的复杂分子体系结构的理解,并在局限于最终将支持其应用的表面时做出响应。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Engineered Binding Microenvironments in Halogen Bonding Polymers for Enhanced Anion Sensing
用于增强阴离子传感的卤素键合聚合物中的工程结合微环境
  • DOI:
    10.1002/ange.202300867
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bak K
  • 通讯作者:
    Bak K
Fullerene-Functionalized Halogen-Bonding Heteroditopic Hosts for Ion-Pair Recognition.
  • DOI:
    10.1021/jacs.3c07774
  • 发表时间:
    2023-12-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Bak, Krzysztof M.;Marques, Igor;Kuhn, Heike;Christensen, Kirsten E.;Felix, Vitor;Beer, Paul D.
  • 通讯作者:
    Beer, Paul D.
Exploiting the mechanical bond for molecular recognition and sensing of charged species
  • DOI:
    10.1039/c9qm00698b
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Bak, Krzysztof M.;Porfyrakis, Kyriakos;Beer, Paul D.
  • 通讯作者:
    Beer, Paul D.
Fullerene functionalized halogen bonding heteroditopic hosts for ion-pair recognition
  • DOI:
    10.26434/chemrxiv-2023-lqjxf-v2
  • 发表时间:
    2023-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bak, K.M.;Marqes, I.;Beer, P.D.
  • 通讯作者:
    Beer, P.D.
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