Utformning och syntes av molekylära strukturer med skräddarsydda deaktiveringskanaler för dess exciterade tillstånd

Forskningsprojekt, 2012 – 2014

Det är de små detaljerna som gör det. I en första anblick kan det verka otroligt att molekyler som kan användas i behandling av t ex hudcancer också skulle kunna vara delar i framtidens elektronik och system för energiförsörjning. Vid närmare eftertanke kanske det verkar rimligt att det är så om man ser riktigt noga på vad molekylerna egentligen gör och vilka egenskaper som krävs för att de skall klara av sin uppgift. Både i den medicinska och den tekniska tillämpningen skall de fånga in ljus och föra vidare dess energi till en annan molekyl. Dessa två till synes enkla men väsentliga processer är grunden i den cancerbehandlingsmetod som kallas fotodynamisk terapi, FDT. Med säkerhet är dessa båda också två viktiga för framtida molekylär elektronik och solenergiomvandling. Därför är det rimligt att samma molekyler skulle kunna vara användbara i både FDT och framtida molekylär elektronik och solceller. De molekyler som idag används vid FDT är förövrigt mycket lika de molekyler som hos göna växter gör precis dessa två saker; fångar in solljuset och för dess energi vidare. Energin förs till de ställen i växten där vatten och koldioxid omvandlas till socker tack vare den infångade solenergin. Å andra sidan, om man tittar riktigt noga på molekylerna så kommer de, även om de i stort sett är lika, att i små detaljer skilja sig åt. Det är detta som är så svårt. Så lika men ändå så olika. Små förändringar av molekylens form kan ge mycket stora förändringar i hur den fungerar med andra molekyler, tex i skinnet eller bland andra komponenter i den elektroniska kretsen. Det är fortfarande så att vi inte har tillräckligt mycket kunskap eller tillräckligt förfinade teorier för att förutse hur en molekyl skall vara utformad för att utföra en viss bestämd uppgift. Utifrån vad vi vill att den skall göra kan vi med dagens teorier ofta få en ungefärlig utformning av molekylen. Därefter får man prova sig fram för att hitta den optimala utformningen för ett visst användningsområde. Därför krävs att vi på ett lätt sätt kan göra många molekyler som skiljer sig åt bara lite grann. Huvuddelen av detta projekt handlar just om att utveckla en effektiv metod att göra många olika sorter av en viss typ av molekyler. Molekylerna kallas porfyriner och är den typ av föreningar som används vid FDT och som också är lämpliga komponenter i framtidens solceller och molekylär elektronik. Porfyrinerna som tillverkas kommer att utformas för att kunna vara lämpliga att testa i behandling och diagnostik av cancer. Andra kommer att utformas för att passa i försök att göra enkel molekylär elektronik. Bland annat kommer porfyrinmolekyler sättas samman med DNA-strängar där dessa hjälper till att hålla två eller flera porfyriner/komponenter på plats i förutbestämda positioner. Ström, det vill säga att flytta elektroner mellan komponenter är en viktig process i all elektronik och energiomvandling och kommer naturligtvis vara det även i framtiden. Förflyttning av elektroner, eller energi som ovan, mellan två komponenter eller molekyler kräver att de kan kommunicera med varandra. Precis som våra mobiltelefonsamtal bitvis går genom luften och bitvis genom ledningar så kan också molekyler kommunicera både genom rymden och genom andra mellanliggande molekylbaserade ledare. Hur effektiv kommunikationen är beror på den molekylära sändarens och mottagarens egenskaper. Det beror också på vad som finns mellan de båda kommunicerande molekylerna dvs vad som finns mellan sändaren och mottagaren. Inom projektet kommer därför också olika system där molekylerna befinner sig i olika position i förhållande till varandra att tillverkas. I dessa system kommer försöka att göras med olika typer av kommunikationsvägar, till exempel så kallade molekylära ledare. Avsikten är att besvara de två frågeställningarna: Hur kan det som finns mellan sändare och mottagare utformas för att ge möjlighet att reglera transporten? Och hur påverkas kommunikationen av egenskaperna hos det som finns mellan sändare och mottagare?

Deltagare

Finansiering

Mer information

Senast uppdaterat