|
|
Implementation of polycyclic saturated systems in synthesis of advanced organic and hybrid materials for application in organic electronics
Jančík, Ján ; Částková, Klára (referee) ; Todorov, Petar (referee) ; Krajčovič, Jozef (advisor)
Ve všech oblastech současného průmyslu zažívají pokročilé materiály extrémní romzmach, a to díky neustálé miniaturizaci součástek a elektroniky, vytváření chytrých a funkčních materiálů, vývoji nových terapeutických a diagnostických metod a v neposlední řadě zdokonalování a zefektivňování výrobních procesů. Významné postavení v tomto systému má sektor organické elektroniky, ve kterém řada technologických firem a investorů vidí velkou budoucnost. K prokázání flexibility, všestrannosti a škálovatelnosti pokročilých materiálů byly syntetizované a zkumané zcela nové adamantanem substituované polythiofeny. Tyto polymery jako silné konkurenty komerčně využívaných materiálů ukazují, že oblast organické elektroniky dosud nedosáhla svých hranic. Byla provedena rozsáhlá charakterizace a studium nových polymerů. Pro rozšíření záběru výzkumu byla navržena, připravena a zkoumána řada zcela nových fotospfotospínačů na bázi para-bis(2-thienyl)fenylenu jako dalšího typu pokročilých organických materiálů. Podle aktuálních trendů byly zkoumány i perovskitové materiály. Byla vyvinuta a optimalizována zcela nová, k životnímu prostředí šetrná, nízkonákladová a snadno do velkovýroby tranformovatelná metoda pro přípravu čtyř nejčastěji používaných hybridních perovskitových makrokrystalů. Tato metoda by mohla být odpovědí pro průmyslovou výrobu vysoce kvalitních, bezchybných a symetrických perovskitových krystalů a zařízení. Na druhou stranu byly zkoumány různé druhy perovskitových nanočástic za účelem zlepšení stability a vlastností. Byla zkoumána základní stabilizace za pomocí ligandů se zaměřením na ligandy na bázi adamantanu a pro zlepšení vlastností byla navržena stabilizace za pomocí polymerní matrice. Jako vodivá matrice pro perovskitové nanočástice byly použity adamantylem substituované polythiofeny ve formě tenkých vrstev.
|
|
|
Studying the properties of molecular photoactive materials via the methods of computational chemistry
Truksa, Jan ; Rapta, Peter (referee) ; Toman, Petr (referee) ; Salyk, Ota (advisor)
V této práci jsou nejprve rychle nastíněny principy teorie funkcionálu elektronové hustoty (DFT), spolu s praktickými metodami hledání nejníže energeticky postavených struktur organických molekul a predikování jejich spektroskopických a elektronických vlastností. Poté jsou prezentovány výsledky teoretické analýzy geometrie a elektronové struktury dvou druhů molekul v kombinaci s experimentálními výsledky. Nejprve jsou diskutovány alloxazin, lumazin a jejich deriváty, souhrnně nazývané flaviny, které reprezentují molekulární materiály. Naproti tomu, struktury na bázi polythiofenu reprezentují polymerní materiály. V případě flavinů byla nejprve nalezena nejlepší možná korelace teoretických absorpčních spekter s experimentálními na základě výpočtů se třemi různými bázovými soustavami v kombinaci s funkcionálem B3LYP. Dobrá shoda byla nalezena pomocí metod B3LYP/6-31+G** a B3LYP/aug-cc-PVDZ, které dosáhly korelačních koeficientů 0.95 a 0.96. Naproti tomu soustava def2SVP dosáhla pouze 0.94. V tomto kontextu se tak metoda B3LYP/6-31+G** jeví jako nejefektivnější vzhledem k náročnosti na výpočetní kapacitu. Měřením absorpčních spekter vybraných flavinů ve směsi dimethylsulfoxidu (DMSO) a vody byla získána spektra jednotlivých izomerů – alloxazinové a isoalloxazinové formy. Reakce těchto molekul na změny koncentrace DMSO a vody bude předmětem dalšího studia. U polythiofenů byly studovány optické a elektrické vlastnosti na modelových oktamerech, zatímco geometrie a konformace adamantylovaných substitutentů byly z důvodu vysoké výpočetní náročnosti modelovány na trimerových molekulách. Bylo zjištěno, že thiofenový řetězec s postranními methyladamantylovými skupinami vykazuje vyšši rigiditu než řetězec substituovaný ethyladamantylem, což bylo později potvrzeno krystalografickou analýzou a skenováním povrchu pomocí mikroskopie atomárních sil. Byly nalezeny krystalické struktury s parametry srovnatelnými s poly(3-hexylthiofenem) (P3HT). Na základě tohoto výzkumu byly navržený nové páteřní řetězce pro možnou syntézu, jako hlavní doporučení se zde jeví snížení počtu substituentů, aby adamantylový postranní řetězec byl přítomen pouze na každém druhém či třetím thiofenu. Zde prezentované molekuly jsou zajímavými kandidáty pro využití v optoelektronice, a teoretické predikce dosahují dobrou shodu s experimentem, přestože jejich srovnání není vždy triviální, jako je tomu například u postranních řetězců polythiofenu.
|
|
|
Synthesis and characterization of conjugated polymers containing fluorene and thiophene units
Bondarev, Dmitrij ; Vohlídal, Jiří (advisor) ; Štěpánek, Petr (referee) ; Kmínek, Ivan (referee)
This Thesis is devoted to synthesis and characterization of conjugated polymers of three types: (i) copolymers of fluorene-based units with comonomers derived from benzene, anthracene and diphenyloxadiazole; (ii) copolymers combining new thiophene monomers carrying oxadiazole and triazole moieties with various comonomers. Copolymers are designed with the respect to the tuning the optical properties and an improvement in charge transport properties; (iii) polythiophene based polyelectrolytes of two types and the basic characterization of selected physical and optical properties is reported as well as a study of interactions with noble metal nanoparticles. An incorporation of oxadiazole side groups into the fluorene copolymers was followed by the substantial increase in the stability of emission (photoluminescence). Another increase in the emission stability was achieved by the substitution of alkyl side groups on fluorene for the aryl counterparts. Such a change resulted in almost complete suppression of the undesired green emission. Further method was the incorporation of anthracene monomeric units into the main chains which resulted in the best stabilization of emission. An experiment was also made in order to shed some light on the explanation of the mechanism of emission stabilization caused by...
|
|
|
Activity of new nickel-complexes in coupling reactions
Plaček, Martin ; Svoboda, Jan (advisor) ; Hoškovec, Michal (referee)
In this work, we report the study of the catalytic activity of newly prepared coordination compounds of nickel(II) (complexes were prepared by prof. Kyritsis, University of Athens). The activities in model reactions of Kumada and Suzuki coupling and polymerization of 2,5- dibromo-3-hexylthiophene were tested. For Kumada coupling, the activity is comparable with known complex [Ni(dppp)Cl2]. On the other hand, selected complexes exhibit only limited activity for Suzuki coupling. GRIM polymerization of 2,5-dibromo-3-hexylthiophene was successful. Properties of prepared polymers are comparable with polymers prepared via known route with [Ni(dppp)Cl2].
|
|
|
Activity of new nickel-complexes in coupling reactions
Plaček, Martin
In this work, we report the study of the catalytic activity of newly prepared coordination compounds of nickel(II) (complexes were prepared by prof. Kyritsis, University of Athens). The activities in model reactions of Kumada and Suzuki coupling and polymerization of 2,5- dibromo-3-hexylthiophene were tested. For Kumada coupling, the activity is comparable with known complex [Ni(dppp)Cl2]. On the other hand, selected complexes exhibit only limited activity for Suzuki coupling. GRIM polymerization of 2,5-dibromo-3-hexylthiophene was successful. Properties of prepared polymers are comparable with polymers prepared via known route with [Ni(dppp)Cl2].
|
|
|
Activity of new nickel-complexes in coupling reactions
Plaček, Martin
In this work, we report the study of the catalytic activity of newly prepared coordination compounds of nickel(II) (complexes were prepared by prof. Kyritsis, University of Athens). The activities in model reactions of Kumada and Suzuki coupling and polymerization of 2,5- dibromo-3-hexylthiophene were tested. For Kumada coupling, the activity is comparable with known complex [Ni(dppp)Cl2]. On the other hand, selected complexes exhibit only limited activity for Suzuki coupling. GRIM polymerization of 2,5-dibromo-3-hexylthiophene was successful. Properties of prepared polymers are comparable with polymers prepared via known route with [Ni(dppp)Cl2].
|
|
|
Synthesis and characterization of conjugated polymers containing fluorene and thiophene units
Bondarev, Dmitrij ; Vohlídal, Jiří (advisor) ; Štěpánek, Petr (referee) ; Kmínek, Ivan (referee)
This Thesis is devoted to synthesis and characterization of conjugated polymers of three types: (i) copolymers of fluorene-based units with comonomers derived from benzene, anthracene and diphenyloxadiazole; (ii) copolymers combining new thiophene monomers carrying oxadiazole and triazole moieties with various comonomers. Copolymers are designed with the respect to the tuning the optical properties and an improvement in charge transport properties; (iii) polythiophene based polyelectrolytes of two types and the basic characterization of selected physical and optical properties is reported as well as a study of interactions with noble metal nanoparticles. An incorporation of oxadiazole side groups into the fluorene copolymers was followed by the substantial increase in the stability of emission (photoluminescence). Another increase in the emission stability was achieved by the substitution of alkyl side groups on fluorene for the aryl counterparts. Such a change resulted in almost complete suppression of the undesired green emission. Further method was the incorporation of anthracene monomeric units into the main chains which resulted in the best stabilization of emission. An experiment was also made in order to shed some light on the explanation of the mechanism of emission stabilization caused by...
|
|
|
Activity of new nickel-complexes in coupling reactions
Plaček, Martin ; Svoboda, Jan (advisor) ; Hoškovec, Michal (referee)
In this work, we report the study of the catalytic activity of newly prepared coordination compounds of nickel(II) (complexes were prepared by prof. Kyritsis, University of Athens). The activities in model reactions of Kumada and Suzuki coupling and polymerization of 2,5- dibromo-3-hexylthiophene were tested. For Kumada coupling, the activity is comparable with known complex [Ni(dppp)Cl2]. On the other hand, selected complexes exhibit only limited activity for Suzuki coupling. GRIM polymerization of 2,5-dibromo-3-hexylthiophene was successful. Properties of prepared polymers are comparable with polymers prepared via known route with [Ni(dppp)Cl2].
|
guest ::
