Výzkumná skupina pokročilých materiálů a organické syntézy

O výzkumné skupině

Výzkumná skupina pokročilých materiálů a organické syntézy (GAMOS) se zaměřuje na design, syntézu, funkcionalizaci a studium vlastností polycyklických aromatických a heteroaromatických systémů, zejména helicenů, fenacenů, nanografenů a sloučenin obsahujících fosfor. Navazujeme na dlouhodobé know-how ve fotochemické syntéze, multigramové přípravě a separaci chirálních aromatických molekul a rozvíjíme nové přístupy k přesnému řízení jejich struktury a vlastností.

Naším cílem je propojovat špičkový základní výzkum s cílenými aplikacemi v optoelektronice, fotochemii, senzorice, materiálových vědách a technologiích pro akumulaci energie. Výzkum zahrnuje přípravu nových molekul a materiálů, objasňování vztahů mezi strukturou a optickými, elektronickými, redoxními a chiroptickými vlastnostmi a jejich využití ve funkčních vrstvách a zařízeních. Experimentální práci doplňujeme kvantově-chemickými výpočty a ve spolupráci rozvíjíme také datově řízenou predikci chiroptických vlastností.

Spolupráce a interdisciplinární přesah

Skupina propojuje organickou syntézu s materiálovými vědami, fyzikou a aplikovaným inženýrstvím. V rámci ÚCHP úzce spolupracuje zejména s Výzkumnou skupinou laserové chemie a dále rozvíjí domácí i mezinárodní partnerství zaměřená na chiroptickou charakterizaci, modifikaci povrchů, výrobu optoelektronických zařízení a energetické materiály.

Studenti a mladí vědci

Skupina nabízí témata pro bakalářské, diplomové a doktorské práce i výzkumné stáže. Podporuje samostatnost mladých vědců, jejich zapojení do publikací a grantů, účast na konferencích a pobyty na partnerských zahraničních pracovištích. Zahraniční studenti a postdoktorandi jsou vítanou součástí týmu.

Web skupiny

www.gamoschem.com

Syntéza a funkcionalizace helicenů a dalších polyaromatických systémů

Polyaromatické systémy obsahující fosfor

Jedním z hlavních výzkumných směrů je chemie polyaromatických sloučenin obsahujících fosfor. Rozvíjíme nové cyklizační a fotochemické postupy pro selektivní zavádění fosforu do aromatických skeletů. Sledujeme, jak atom fosforu a chirální centrum na fosforu ovlivňují optické, elektronické a redoxní vlastnosti, schopnost interakce s kovy a Lewisovými kyselinami. Cílem je integrace těchto nových materiálů do funkčních systémů.

Chirální nanografeny a vrstvené aromatické systémy

Rozvíjíme syntézu velkých chirálních aromatických systémů a nanografenů založených na helicenových motivech nebo obsahujících fosfor. Zvláštní pozornost věnujeme bi- a vícevrstvým nanografenům, u nichž mezivrstevné π‑π interakce zásadně mění optické, redoxní a chiroptické vlastnosti. Řízením topologie, symetrie a vzájemného kontaktu vrstev usilujeme o materiály s výraznou cirkulárně polarizovanou luminiscencí a dalšími vlastnostmi využitelnými v pokročilé optoelektronice.

Chirální hybridní materiály, senzory a optoelektronika

Naše molekuly začleňujeme do funkčních materiálů a tenkých vrstev. Navazujeme na vývoj chirálních SERS aktivních povrchů pro citlivou a enantioselektivní detekci a rozšiřujeme funkcionalizaci o dvourozměrné dichalkogenidy přechodných kovů (TMDC). Dalším směrem jsou chirální polymerní filmy dopované heliceny nebo molekulami chirálními na fosforu. Cílem je řídit přenos chirality, fotofyzikální a elektronickou odezvu materiálů a připravovat řešení pro senzory, cirkulárně polarizované emitory a detektory, OLED/PLED prvky a spinově selektivní optoelektroniku. Specializovaná charakterizace a výroba zařízení probíhá ve spolupráci s partnerskými pracovišti.