FWF - Polygermaniumchemie - Polygermaniumchemie

Lange Ketten aus Siliciumatomen, sogenannte Polysilane, sind seit den 1960er Jahren, aufgrund ihrer ungewöhnlichen Eigenschaft der Delokalisierung von Sigma-Bindungselektronen Gegenstand intensiver Untersuchungen. Auch Ketten aus Zinnatomen, Polystannane, zeigen diese Eigenschaft und werden ebenso wie Polysilane auf ihre Eignung als molekulare Leiter studiert. Ketten aus Germanium, dem Element zwischen Silicium und Zinn, wurden dagegen bisher kaum als interessant wahrgenommen. Dieses Phänomen reflektiert leider ein allgemeines Desinteresse an Germaniumchemie. Lange Zeit besaß Germanium den Ruf ein langweiliger Hybrid aus Silicium und Zinn ohne großes chemisches Potential zu sein. Auch unsere eigenen Arbeiten der letzten Jahre waren auf das Element Silicium fokussiert. Vor allem durch systematische Untersuchungen von Polysilylanionen und –kationen gelang uns die Entwicklung von Methoden zur zielgerichteten Darstellung vielgestaltiger Polysilane. Im Zusammenhang mit diesen Studien wurde unser Interesse an analogen Reaktionen mit Germanium geweckt. In ersten Umsetzungen zeigte sich rasch, dass die Germaniumverbindungen nicht nur eine einzigartige Reaktivität besaßen, sondern sich auch in ihren strukturellen Eigenschaften erstaunlich von den Polysilanen unterschieden. Untersuchungen in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universität Cork in Irland zeigten zudem, dass unsere Verbindungen bei der thermolytischen Zersetzung in überkritischen Lösungen in einem Schritt zur Bildung einzigartiger Nanodrähte mit einem kristallinen Germaniumkern und einer amorphen Siliciumoxidoberfläche führen. Die geplanten Arbeiten in diesem Projekt sollen, ausgehend von unseren Erfahrungen mit Polysilanen weiter die Reaktivität analoger Germaniumverbindungen untersuchen. Germylanionen mit und ohne Siliciumanteil sollen als Bausteine für größere Moleküle verwendet werden. Die Umsetzung zu Kationen führt bei diesen Verbindungen zu Strukturumlagerungen. Die so erhaltenen Verbindungen sollen weiter genutzt werden um strukturell definierte Germaniumcluster zu synthetisieren. Ähnlich wie die erwähnten Nanodrähte, sind solche Cluster, die weiter funktionalisiert werden können, von hohem Interesse als Materialien im Bereich vielfältiger Anwendungen der Nanotechnologie.