Synthesis, Characterization and Structural Analysis of Supramolecular Metallogels

Abstract

Supramolecular gels which involve low molecular weight gelators (LMWGs) have emerged as an abounding area of research in recent years due to their potential applications as functional soft materials for separation, contact lenses, drug delivery, arrangement of inorganic and polymer materials and as media to control crystal growth. Recently, there has been a boom of interest in metal-based supramolecular gels (metallogels), where metals have strong coordination interactions between the organic component, which are the main ingredients in the formation of a gel fibre network in combination with the assorted non-covalent interactions. The fibres of the gels themselves can occur from the self-assembly of various coordination polymers, metal complexes or even cross-linked coordination polymers. The understanding of how the structure of LMWGs and metallogels are understood in the gel state is still in its outset because of the low ordering of the gel as a whole and the wide range of length scale of the gel structure, which can range from nano- to microscale. In this project, a synthesis and characterization will take place of supramolecular gels based on metalloligands and if successful, an attempt to determine the gel structure will take place. This can be acheived by correlating the fibrous network network with SEM (scanning electron microscope) imaging, and for the crystal structure of the gelator with the X-ray diffraction pattern of the dried gel (xerogel).

Rannsóknir a þversameindagelum hafa aukist gríðarlega upp á síðkastið. Þessar auknu vinsældir má rekja til þeirra ótal möguleika sem þetta rannsóknarsvið hefur upp á að bjóða. Eins og notagildi þeirra til að aðskilja efni, augnlinsur, lyfjagjafir og myndun fjölliða sem miðill til þess að stjórna kristallsvexti. Þessi gel myndast þegar leysasameindirnar raðast upp í einskonar súlur eða keðjur, sem svo mynda þrívíða trefjakerfi. Þessi trefjakerfi samanstanda af reglulegri uppröðun sameinda í gegnum ósamgild tengi, eins og vetnistengi, π-π stöflun, van der Waals krafta, halógenatengi o.s.frv. Að undanförnu hefur verið mikill uppgangur á sviði málm-þversameindagelum, t.a.m málmgelum. Gel sem innihalda málma hafa sterka tilhneigingu til að tengjast lífræna- og málmhlutanum, sem eru helstu uppistöðurnar til að mynda gel. Trefjarnir af gelunum myndast þegar regluleg uppröðun á allskyns samhæfðum fjölliðum, málmkomplexum eða cross-linked fjölliðum á sér stað. Hvernig málmgel eru uppbyggð er að mestu óþekkt, þar sem „gelstrúktúrinn“ getur verið á breiðu lengdarbili, allt frá nanó- upp í míkróskala. Í þessu verkefni voru þversameindagel sem samanstanda af málmtenglum smíðuð og greind.