Functional materials based on self-assembled comb-shaped supramolecules

Abstract

In this Thesis self-assembly of comb-shaped supramolecules, i.e., polymer-amphiphile complexes and hierarchical self-assembly of comb-coil supramolecules, i.e., block copolymer amphiphile complexes are studied. The comb-shaped architecture leads to stretching of chains and the amphiphilic side chains act as plastizicers providing better local structures even with high molecular weight samples. This enables to prepare photonic bandgap materials, which show a reversible and large bandgap switching in a narrow temperature range. In addition, the use of physical interactions instead of covalent enables the cleavage of entities once the structure is formed, leading to porous materials. In this Thesis two template-assisted approaches towards functional porous polymeric materials are described, i.e., selective extraction of coordinated amphiphiles and controlled pyrolysis of block copolymer in the presence of phenolic resin.

Tässä väitöskirjassa tutkitaan kampamaisten supramolekyylien itsejärjestymistä. Kampamainen rakenne aiheuttaa polymeeriketjujen venymistä ja samanaikaisesti amfifiiliset sivuketjut plastisoivat materiaalia mahdollistaen hyvin järjestyneiden polymeerirakenteiden aikaansaamisen jopa korkeilla molekyylipainoilla. Tätä voidaan hyödyntää valmistettaessa polymeerifotonikiteitä, joita tässä väitöskirjassa on tutkittu. Toisaalta fysikaaliset vuorovaikutukset polymeerin ja amfifiilin välillä mahdollistavat supramolekulaarisen templaatin poistamisen rakenteiden muodostumisen jälkeen, jolloin jäljelle jää huokoisia materiaaleja. Tässä väitöskirjassa on tutkittu kahta erilaista tapaa valmistaa huokoisia materiaaleja: koordinoitujen amfifiilien poistaminen selektiivisellä liuottimella ja lohkopolymeeri/fenolihartsikompleksien kontrolloitu pyrolysointi.