Electrochemical molecular switch

Abstract

Tämän työn tarkoitus oli löytää sähkökemialliseksi molekyylikytkimeksi sopiva kuparikompleksi. Kolmen erilaisen kompleksin rakenteita ja ominaisuuksia analysoitiin mittausten ja kirjallisuuden pohjalta. Kompleksien sähkökemiaa tutkittiin syklisellä voltammetrialla.

Kirjallisuusosassa käsiteltiin molekyylikytkinsovelluksia ja esiteltiin siirtymämetallikompleksit ja niiden sähkökemialliset ominaisuudet.

Kompleksien UV-VIS-absorptiospektrit mitattiin eri liuottimissa. Spektreihin vaikuttivat sekä ligandit että käytetty liuotin. Absorptiospektreissä voitiin nähdä myös muutoksia, kun kompleksit pelkistettiin kemiallisesti.

Syklisellä voltammetrialla tutkittiin kuparikompleksien hapetus-pelkistys -reaktioiden reversiibeliyttä ja reaktiomekanismeja. Cu(py)2(CO2Ph)2 havaittiin liian epästabiiliksi kytkinsovelluksia ajatellen. Cu(bipy)(CO2Ph)2H2O:n reaktiomekanismiksi arveltiin kvasireversiibeliä elektroninsiirtoa seuraava disproportioituminen, mutta simuloitujen käyrien muoto ei vastannut täysin mitattujen käyrien muotoa. Cu(TMEDA)(CO2Ph)2:n elektroninsiirtoreaktio havaittiin hyvin hitaaksi.

Komplekseja yritettiin syntetisoida myös suoraan kultaelektrodin pinnalle, mutta varmoja todisteita synteesin onnistumisesta ei vielä saatu. Jatkossa erilaisia menetelmiä molekyylikerrosten muodostamiseen elektrodien pinnalle voidaan tutkia.

Koordinaatiogeometrian ja hitaan elektroninsiirtoreaktion perusteella voidaan olettaa, että Cu(TMEDA)(CO2Ph)2 sopii parhaiten kytkinsovelluksiin.