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Substrate‐Bound Diarylethene‐Based Anisotropic Metal–Organic Framework Films as Photoactuators with a Directed Response

Jiang, Yunzhe 1; Liu, Yidong 1; Grosjean, Sylvain 2; Bon, Volodymyr; Hodapp, Patrick 2; Kanj, Anemar Bruno 1; Kaskel, Stefan; Bräse, Stefan 2,3,4; Wöll, Christof 1; Heinke, Lars 1
1 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Biologische Grenzflächen (IBG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Molecular machines and responsive materials open a plethora of new opportunities in nanotechnology. We present an oriented crystalline array of diarylethene (DAE)-based photoactuators, arranged in a way to yield an anisotropic response. The DAE units are assembled, together with a secondary linker, into a monolithic surface-mounted metal–organic framework (SURMOF) film. By Infrared (IR) and UV/Vis spectroscopy as well as by synchrotron X-ray diffraction, we show that the light-induced extension changes of the molecular DAE linkers multiply to yield mesoscopic and anisotropic length changes. Due to the special architecture and substrate-bonding of the SURMOF, these length changes are transferred to the macroscopic scale, leading to the bending of a cantilever and performing work. This research shows the potential of assembling light-powered molecules into SURMOFs to yield photoactuators with a directed response, presenting a path to advanced actuators.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000157852
Veröffentlicht am 14.04.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/anie.202218052
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Zitationen: 14
Web of Science
Zitationen: 5
Dimensions
Zitationen: 16
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Biologische Grenzflächen (IBG)
Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS)
Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1433-7851, 0570-0833, 1521-3773
KITopen-ID: 1000157852
HGF-Programm 43.33.11 (POF IV, LK 01) Adaptive and Bioinstructive Materials Systems
Erschienen in Angewandte Chemie - International Edition
Verlag John Wiley and Sons
Band 62
Heft 20
Seiten Art.-Nr.: e202218052
Vorab online veröffentlicht am 20.02.2023
Schlagwörter Diarylethene, Metal–Organic Frameworks, Photo-Switching, Photoactuator, Thin Films
Nachgewiesen in Scopus
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