Štúdium efektov postranných reťazcov organických polovodičov pre bioelektronické aplikácie

Abstract

Organická bioelektronika je pomerne mladý, ale perspektívny vedný odbor, ktorý predstavuje aplikovateľnosť organických elektronických materiálov v bioelektronických zariadeniach. Sľubný výhľad na využitie týchto aplikácií siaha od vylepšenia kvality života ľudí so zdravotným postihnutím, až po rozvoj umelej inteligencie. Teoretická časť práce opisuje esenciálne vlastnosti polovodivých polymérov pre využitie v bioelektronike, a zároveň predstavuje spôsob vylepšenia týchto vlastností vhodnou implementáciou postranných reťazcov. Zaoberá sa možnosťou navýšenia biomimetických vlastností konjugovaných polymérov za využitia bio-inšpirovaných molekúl ako periférnych reťazcov, konkrétne nukleových báz. Takto zavedené nukleobázové skupiny na polymérny reťazec prinášajú syntetickým molekulám schopnosť samoorganizácie a vzájomného rozpoznávania. Druhá časť práce sa zaoberá modifikovaním molekuly adenínu za prípravy kľúčového intermediátu pre Stilleho coupling. Následnou cross-couplingovou reakciou dochádza k rozšíreniu -konjugovaného systému adenínu o molekulu thiofénu.Organic bioelectronics is a relatively young but perspective science discipline that introduces the applicability of organic electronic materials in bioelectronic devices. The promising outlook for using these applications ranges from improving the quality of the disabled people's life to the development of artificial intelligence. The theoretical part describes the essential properties of semiconducting polymers for the utilization in bioelectronics and, moreover, it presents a way of improving these properties by the proper implementation of the side chains. It deals with the possibility of optimizing the biomimetic properties of conjugated polymers by using bio-inspired molecules as peripheral chains, specifically nucleic bases. The nucleobase groups introduced onto the polymer chain thus provide the synthetic molecules with the ability of self-assembly and recognition of each other. The second part of the thesis focuses on the modification of the adenine molecule, with the preparation of the key intermediate for Stille coupling. Subsequent cross-coupling reaction results in the extension of the adenine’s -conjugated system with the thiophene molecule.