Ziel des vorliegenden Projektes ist die Herstellung neuartiger nanostrukturierter, poröser Schichten aus amorphem Siliciumdioxid bzw. amorphem oder auch kristallinem Titandioxid mit spezifischen Funktionen. Der Hauptfokus liegt dabei zum einen auf einer gezielten Positionierung der funktionalen Komponenten, wie z.B. magnetischer Cluster oder katalytisch aktiver Zentren in der nanostrukturierten Matrix durch die Synthese maßgeschneiderter anorganisch-organischer Ausgangsverbindungen, zum anderen in der kontrollierten Einstellung der Schichtdicke von etlichen 100 nm bis hin zu einer mizellaren Monolage.

Die Kernidee des vorliegenden Projektes besteht darin, dass durch – die auf kooperativen Selbstanordnungsprozessen – beruhende Synthese der nanostrukturierten Filme spezifische Reaktionsräume geschaffen werden, in denen in einem einfachen in-situ Syntheseschritt funktionale Komponenten selektiv abgeschieden werden können:

1. die periodisch angeordneten Poren: Der Hauptvolumenanteil der späteren Poren wird durch die hydrophoben Domänen der supramolekularen Templat-Aggregate vorgeformt. Hydrophobe Komponenten können über einfache hydrophob-hydrophob Wechselwirkungen oder kovalente Verknüpfung in diese Domänen bereits während der Synthese gezielt in diese Bereiche transportiert werden.
2. die Porenwände: Die funktionale Komponente kann auch als integraler Bestandteil der Matrix eingebracht werden. Kondensierbare („Single-source“) Einkomponenten-Ausgangsverbindungen, in denen durch einfache Komplexbildungsreaktionen unterschiedliche (Metall-)Spezies über starke chemische Wechselwirkungen miteinander verbunden werden, erlauben die homogene Kondensation in den hydrophilen Domänen der flüssigkristallinen Templatphase.
3. die Grenzfläche zwischen Porenwand und Pore: durch Koordination der funktionalen Komponente an die hydrophile Kopfgruppe des Templatmoleküls lassen sich Moleküle spezifisch an der Grenzfläche Pore – Matrix positionieren.

Funktionale nanostrukturierte Schichten mit mehreren 100 nm Schichtdicken eignen sich sehr gut für katalytische Anwendungen. Im Fokus des zweiten Teils dieses Projektes steht die gezielte Abscheidung von mizellaren Monolagen dieser funktionalen nanostrukturierten Filme, d.h. Schichtdicken von 5-10 nm mit einer periodischen Anordnung sollen erzielt werden. In Kombination mit der durch die amphiphilen Template vorgegebenen mizellaren Grundstruktur entstehen so funktionale nanostrukturierte Schichten mit Wiederholungseinheiten, die ebenfalls im Bereich von 5-15 nm liegen – ideale Template für die Herstellung von Nanostrukturen auf Oberflächen. Dieser Teil des Projektes ist somit eine sehr gute Ergänzung zu den in anderen Teilprojekten verfolgten Ansätzen zur Synthese von funktionalen Halbleiter-, Supraleiter- und magnetischen Nanostrukturen.