Mechanically flexible crystals of cadmium(II) coordination polymers

doctoral thesis

• Title (croatian): Kristali koordinacijskih polimera kadmija(II) s mehanički potaknutim fleksibilnim odzivom
• Author: Mateja Pisačić
• Mentor: Marijana Đaković (mentor)
• Committee member: Biserka Prugovečki (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Davor Kovačević (član povjerenstva)
• Committee member: Ana Šantić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Chemistry); Zagreb
• Defense date and country: 2022-11-24, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Chemistry
• Universal decimal classification (UDC): 54 - Chemistry. Crystallography. Mineralogy

Abstract

Mechanically responsive crystals have recently attracted the attention of a wide scientific
community, but the origin of this remarkable crystal behaviour is still unclear. This thesis
provides a systematic study of mechanically induced crystal flexibility on a series of onedimensional crystalline cadmium(II) coordination polymers, which provided a valuable dataset
of different structural architectures, morphologies, and an unexpectedly wide range of variable
mechanical responses. A detailed and systematic correlation of the structural features and
mechanical responses using advanced experimental and computational methods, provided a
deeper insight into the origin and mechanism of mechanically induced flexibility. It was shown
that the relative strength and directionality of intermolecular interactions are one of the key
parameters in delivering a specific mechanical response. Thorough research emphasized further
importance of the direction-dependent responses, and obtained results provided a fruitful
avenue of potential practical applications.

Abstract (croatian)

Iako su u posljednje vrijeme kristali s mehaničkim odzivom privukli znatnu pažnju šire
znanstvene zajednice, još uvijek nije jasno koje je strukturno porijeklo ovog izvanrednog
ponašanja kristala. U okviru ovog doktorskog rada provedeno je sustavno istraživanje
mehanički inducirane fleksibilnosti kristala na nizu jednodimenzijskih koordinacijskih
polimera kadmija(II), koji su pružili mnoštvo različitih strukturnih arhitektura, morfologija i
neočekivano širok raspon raznovrsnih mehaničkih odgovora. Detaljna i sustavna korelacija
strukturnih značajki i mehaničkih odziva, korištenjem naprednih eksperimentalnih i računalnih
metoda, omogućila je dublji uvid u podrijetlo i mehanizam mehanički izazvane fleksibilnosti.
Utvrđeno je da su relativna jakost i usmjerenost međumolekulskih interakcija jedan od ključnih
parametara koji određuju vrstu i stupanj mehaničkog odgovora. Rezultati provedenog
istraživanja naglasili su važnost smjera primjene mehaničke sile u ostvarivanju specifičnih
odgovora kristala, čime je istaknut širok spektar potencijalne primjene kristala u dizajnu novih,
naprednih materijala.

• Keywords: coordination polymers; flexible crystals; intermolecular interactions; mechanically induced response
• Keywords (english): fleksibilni kristali; koordinacijski polimeri; međumolekulske interakcije; mehanički potaknut odziv
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:204762
• Promotion: 2022
• Project: Number: IP-2019-04-1242; Title: Od oblika do funkcije: Fleksibilni kristalni materijali s kontroliranim mehaničkim odzivom; Title: From form to function: Mechanically flexible crystalline materials with controllable responses; Acronym: FlexibleCrystals; Leader: Marijana Đaković; Jurisdiction: Croatia; Funder: HRZZ; Funding stream: IP
• Study programme: Title: Doctoral study in chemistry; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija)
• Type of resource: Text
• Extent: XXXIV, 102 str. ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2022-12-08 17:47:26