Self-assembly, structure, and optical properties of molecular aggregates

Abstract

Dit proefschrift bevat een theoretisch onderzoek naar moleculaire aggregaten die, onder de juiste omstandigheden, spontaan gevormd worden door synthetische kleurstofmoleculen wanneer deze in een vloeistof zijn opgelost. In de aggregaten zijn de kleurstofmoleculen op een geordende manier gestapeld tot bijvoorbeeld een ring- of een cilindervorm. Door de nabijheid van de kleurstofmoleculen verschilt de interactie van de aggregaten met licht fundamenteel van de interactie tussen individuele kleurstofmoleculen en licht. Dit maakt de aggregaten interessant en bovendien mogelijk toepasbaar in nieuwe technologieën, bijvoorbeeld in nieuwe types organische zonnecellen. Met behulp van computersimulaties hebben we de spontane aggregatie, de vorm en interne structuur, en de optische eigenschappen van de aggregaten onderzocht. Eerst hebben we de spontane vorming van een aggregaat op de computer nagebootst. Zo verkregen we informatie over de vorm van het aggregaten en de manier waarop de kleurstofmoleculen in het aggregaat op elkaar gestapeld zijn. Deze informatie is vaak nog niet bekend omdat de aggregaten zo klein zijn dat je ze lastig met een (elektronen-)microscoop kunt zien. De zo verkregen informatie over de structuur van het aggregaat hebben we vervolgens gebruikt om de optische eigenschappen uit te rekenen. Onze berekeningen geven een dieper begrip van de speciale optische eigenschappen van aggregaten van kleurstofmoleculen