Razvoj novih materijala je tema od iznimne važnosti u kemiji te su najnovija istraživanja posvećena otkriću, poboljšanju i primjeni materijala u tehnologijama budućnosti. Naročito su intenzivne studije materijala baziranih na ugljiku, pri čemu je dijamant jedan od primjera. Međutim primjena dijamanta, unatoč njegovim mnogobrojnim izvrsnim svojstvima, ostaje organičena zbog problema u kontroli selektivnosti njegove funkcionalizacije te nedovoljne uniformnosti strukture. Pogodna alternativa dijamantu su diamantoidi, organski kavezasti spojevi koji posjeduju sličnu strukturu, no koji se mogu selektivno supstituirati. Diamantoidi su stoga na granici između fleksibilnih organskih molekula i anorganskog dijamanta.

Kemija diamantoida se značajno razvila u protekla dva desetljeća, no još uvijek ima prilika za daljnji napredak. Naš cilj je pripraviti i okarakterizirati dosad neistražene diamantoidne derivate te ih primijeniti u dizajnu materijala. Ciljne molekule bit će diamantoidni sustavi s heteroatomima uvedenim izravno na kavezastu podjedinicu, a pripravit će se i derivati s poveznicama (spacer). Planirani spojevi uključuju diamantoidne etere, tioetere, amine (sekundarni i viši), estere, itd. Kako bi se postigli zadani ciljevi, bit će razvijene nove strategije za selektivnu funkcionalizaciju i polifunkcionalizaciju ovakvih spojeva jer precizna supstitucija diamantoida omogućava kontrolu njihovih svojstava. Daljnji korak bit će dizajn svojstava uvođenjem sekundarnih funkcionalnih skupina, a sa ciljem buduće primjene ovakvih spojeva u premazima te kao površinskih slojeva na metalima ili poluvodičima. Eksperimentalna istraživanja bit će nadopunjena računalnim metodama kako bi se dobio uvid u fizikalno-kemijska svojstva pojedinih molekula, ali i novonastalih materijala. Predložena temeljna istraživanja će stoga produbiti spoznaje o utjecaju strukture na svojstva naprednih materijala te omogućiti dizajn novih lead spojeva temeljenih na ugljikovim organskim sustavima.

Radovi

11. J. Alić, I. Lončarić, M. Etter, M. Rubčić, Z. Štefanić, M. Šekutor, K. Užarević, T. Stolar, Direct in situ measurement of polymorphic transition temperatures under thermo-mechanochemical conditions, Phys. Chem. Chem. Phys. 2024, 26, 4840–4844.

10. M. Alešković, M. Šekutor, Overcoming barriers with non-covalent interactions: Supramolecular recognition of adamantyl cucurbit[n]uril assemblies for medical applications, RSC Med. Chem. 2024, 15, 433–471. => revija

9. A. Usenik, M. Alešković, S. Roca, I. Markuš, M. Šekutor, J. Požar, Hosting of diamantane alcohols in water and hydrogen-bonded organic solvents: the (non-)classical hydrophobic effect, New. J. Chem. 2023, 47, 18745–18755.

8. P. Pinacho, D. Loru, T. Šumanovac, M. Šekutor, M. Schnell, Increasing complexity in adamantyl thioethers characterized by rotational spectroscopy, ChemPhysChem 2023, 24, e2023005. => Editors' Choice: Spotlights, naslovnica

7. M. Alešković, F. Küstner, R. Messner, F. Lackner, W. E. Ernst, M. Šekutor, Nanostructured supramolecular networks from self-assembled diamondoid molecules at ultracold conditions, Phys. Chem. Chem. Phys. 2023, 25, 17869–17876. => 2023 PCCP HOT Article

6. J. Alić, R. Messner, M. Alešković, F. Küstner, M. Rubčić, F. Lackner, W. E. Ernst, M. Šekutor, Diamondoid ether clusters in helium nanodroplets, Phys. Chem. Chem. Phys. 2023, 25, 11951–11958. => naslovnica

5. D. King, T. Šumanovac, S. Murkli, P. R. Schreiner, M. Šekutor, L. Isaacs, Cucurbit[8]uril Forms Tight Inclusion Complexes with Cationic Triamantanes, New J. Chem. 2023, 47, 5338–5346.

4. J. Alić, T. Stolar, Z. Štefanić, K. Užarević, M. Šekutor, Sustainable Synthesis of Diamondoid Ethers by High-Temperature Ball Milling, ACS Sustainable Chem. Eng. 2023, 11, 617–624.

3. M. Alešković, S. Roca, R. Jozepović, N. Bregović, M. Šekutor, Unravelling Binding Effects in Cyclodextrin Inclusion Complexes with Diamondoid Ammonium Salt Guests, New. J. Chem. 2022, 46, 13406–13414. => prednja naslovnica

2. J. Alić, I. Biljan, Z. Štefanić, M. Šekutor, Preparation and characterization of non-aromatic ether self-assemblies on a HOPG surface, Nanotechnology 2022, 33, 355603.

1. J. Alić, R. Messner, F. Lackner, W. E. Ernst, M. Šekutor, London dispersion dominating diamantane packing in helium nanodroplets, Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23, 21833–21839.

Diseminacijske aktivnosti

42. M. Šekutor, Design and characterization of diamondoid on-surface assemblies, pozvani seminar na Institute of Experimental Physics, Graz University of Technology, 5. listopada 2023., Graz, Austrija. => predavanje

41. M. Šekutor, Characterization of Diamondoid Clusters Emerging in Helium Nanodroplets, Computational Chemistry Day 2023, 16. rujna 2023., Zagreb, Hrvatska, CL 7, 17. => predavanje

40. J. Alić, I. Biljan, Z. Štefanić, M. Šekutor, Characterization of diamondoid ether self-assemblies on a HOPG surface, 7^th Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2023., Mali Ston, Hrvatska, P07, 53. => poster

39. J. Požar, A. Usenik, M. Alešković, S. Roca, I. Markuš, M. Šekutor, Comparative study of cyclodextrin binding affinities for diamondoid alcohols, 7^th Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2023., Mali Ston, Hrvatska, P03, 49. => poster

38. M. Alešković, S. Roca, A. Ernečić, N. Bregović, M. Šekutor, NMR insights into diamondoid ammonium salt inclusion complexes with cyclodextrins, 7^th Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2023., Mali Ston, Hrvatska, 37. => predavanje

37. M. Šekutor, Design and characterization of diamondoid covalent assemblies, 7^th Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2023., Mali Ston, Hrvatska, 28. => predavanje

36. M. Šekutor, A Story of Diamondoids: From Supramolecular Assemblies to Nanotechnology, pozvani seminar na George Washington University, 31. ožujka 2023., Washington D.C., SAD. => predavanje

35. M. Šekutor, A Story of Diamondoids: From Supramolecular Assemblies to Nanotechnology, pozvani seminar na Georgetown University, 30. ožujka 2023., Washington D.C., SAD. => predavanje

34. M. Šekutor, A Story of Diamondoids: From Supramolecular Assemblies to Nanotechnology, pozvani seminar na University of Maryland, 27. ožujka 2023., College Park, Maryland, SAD. => predavanje

33. M. Šekutor, Diamantane self-assembly in helium nanodroplets, COSY COST Action CA21101, Working Group 3 Virtual Symposium, 12. prosinca 2022., webinar, S2. => predavanje

32. A. Ernečić, S. Roca, N. Bregović, V. Lazarenko, M. Šekutor, M. Alešković, A Supramolecular Study on Inclusion Complexes of Diamondoid Ammonium Salts with Cyclodextrins, V. Simpozij supramolekulske kemije (SupramolChem2022), 8. prosinca 2022., Zagreb, Hrvatska. => poster

31. N. Burić, M. Šekutor, Preparation and Mass Spectral Characterization of Diamondoid Derivatives, Solutions in Chemistry 2022, 8.–11. studenoga 2022., Sveti Martin na Muri, Hrvatska, P8, 86. => poster

30. J. Alić Stolar, T. Stolar, Z. Štefanić, K. Užarević, M. Šekutor, Sustainable Solution for Synthesis of Diamondoid Ethers, Solutions in Chemistry 2022, 8.–11. studenoga 2022., Sveti Martin na Muri, Hrvatska, P3, 81. => poster

29. M. Alešković, A. Ernečić, S. Roca, V. Lazarenko, N. Bregović, M. Šekutor, Structural and Thermodynamic Features of Diamondoid Ammonium Salt Inclusion Complexes with Cyclodextrins, Solutions in Chemistry 2022, 8.–11. studenoga 2022., Sveti Martin na Muri, Hrvatska, P2, 80. => poster

28. A. Ernečić, S. Roca, N. Bregović, V. Lazarenko, M. Šekutor, M. Alešković, Investigation of Inclusion Complexes of Diamondoid Ammonium Salts with Cyclodextrins, Sedmi simpozij studenata kemičara, SiSK7, Kemijski odsjek PMF-a, 22. listopada 2022., Zagreb, Hrvatska, P21, 67. => poster

27. J. Alić, I. Biljan, Z. Štefanić, M. Šekutor, Characterization of Diamondoid Ether Self-Assemblies on a HOPG Surface, Computational Chemistry Day 2022, 24. rujna 2022., Zagreb, Hrvatska, P3, 21. => poster

26. J. Alić, T. Stolar, Z. Štefanić, K. Užarević, M. Šekutor, Sustainable mechanochemical synthesis of diamondoid ethers, 25^th International Conference on the Chemistry of the Organic Solid State (ICCOSS XXV), 3.–8. srpnja 2022., Ohrid, Makedonija. => poster

25. S. Roca, A. Ernečić, N. Višić, M. Alešković, N. Bregović, M. Šekutor, Exploring Structural and Thermodynamic Properties of Various Diamantane Amine–Cyclodextrin Complexes, Magnetic Moments in Central Europe 2022 (MMCE 2022), Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2022., Primošten, Hrvatska, P37, 110. => poster

24. A. Ernečić, M. Alešković, S. Roca, N. Bregović, M. Šekutor, Adamantane Ammonium Salts as Guests for the Cyclodextrin Host: Something Old, Something New, Magnetic Moments in Central Europe 2022 (MMCE 2022), Adriatic NMR, 1.–4. lipnja 2022., Primošten, Hrvatska, P08, 81. => poster

23. I. Markuš, A. Usenik, M. Alešković, M. Šekutor, J. Požar, Hydrophobic cavities and diamantanes, Međunarodni skup XIV. susret mladih kemijskih inženjera, 24.–25. veljače 2022., Zagreb, Hrvatska, 81. => poster

22. M. Šekutor, Diamantoidi u supramolekulskoj kemiji i kemiji materijala, 27. Kolokvij Zavoda za organsku kemiju i biokemiju i Sekcije za organsku kemiju Hrvatskog kemijskog društva, 8. veljače 2022., Zagreb, Hrvatska. => predavanje

21. I. Markuš, A. Usenik, K. Pičuljan, M. Alešković, M. Šekutor, J. Požar, Diamantane Alcohols and Hydrophobic Cavities: The (not so) Perfect Match in Water and Structured Organic Solvents, IV. Simpozij supramolekulske kemije (SupramolChem2021), 10. prosinca 2021., Zagreb, Hrvatska. => poster

20. M. Alešković, S. Roca, N. Bregović, M. Šekutor, Supramolecular Chemistry of Diamondoid Ammonium Salts, IV. Simpozij supramolekulske kemije (SupramolChem2021), 10. prosinca 2021., Zagreb, Hrvatska. => predavanje

19. I. Markuš, A. Usenik, K. Pičuljan, M. Alešković, M. Šekutor, J. Požar, Diamantane alcohols and hydrophobic cavities: The prefect pair also in non-aqueous solution? 27. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera i 5. simpozij "Vladimir Prelog", 5.–8. listopada 2021., Veli Lošinj, Hrvatska. => poster

18. Z. Jurić, A. Mandić, T. Šumanovac, M. Šekutor, Đ. Škalamera, Preparation and conformational analysis of 1,1'-biadamantane and its derivatives, 27. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera i 5. simpozij "Vladimir Prelog", 5.–8. listopada 2021., Veli Lošinj, Hrvatska. => poster

17. M. Šekutor, J. Alić, R. Messner, F. Lackner, W. E. Ernst, The role of London dispersion in the formation of diamantane clusters inside helium nanodroplets, 27. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera i 5. simpozij "Vladimir Prelog", 5.–8. listopada 2021., Veli Lošinj, Hrvatska. => predavanje

16. N. Burić, M. Šekutor, Preparation and characterization of diamondoid esters, 27. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera i 5. simpozij "Vladimir Prelog", 5.–8. listopada 2021., Veli Lošinj, Hrvatska. => predavanje

15. A. Usenik, I. Markuš, K. Pičuljan, M. Alešković, M. Šekutor, J. Požar, Diamantanes are a Hydrophobic Cavity's Best Friend: the Role of Solvent Structuring in Complex Stability, Adriatic NMR Conference 2021, 13.–15. rujna 2021., Primošten, Hrvatska, P13, 61. => poster

14. J. Alić, I. Biljan, Z. Štefanić, M. Šekutor, Self-assembly of diamondoid ethers on graphite, Solid-State Science & Research (SCIRES2021), Institut Ruđer Bošković, Zagreb, 10.–11. lipnja 2021., video konferencija => poster (posterska nagrada)

13. N. Burić, M. Šekutor, Synthesis of diamondoid esters for supramolecular self-assembly, Simpozij studenata doktorskih studija PMF-a 2021, Sveučilište u Zagrebu, 24.–25. travnja 2021., Zagreb, Hrvatska, M-K4, 158. => predavanje + poster

12. M. Alešković, R. Jozepović, S. Roca, N. Bregović, M. Šekutor, Synthesis and Binding of Permethylated Diamondoid Ammonium Salts, Adriatic NMR Conference 2020, 22.–24. rujna 2020., Peroj, Hrvatska, P1, 37. => poster

11. N. Burić, M. Šekutor, Diamondoid esters in nanomaterial design, 18. Ružičkini dani "Danas znanost – sutra industrija", 16.–18. rujna 2020., Vukovar, Hrvatska, 24. => poster

10. J. Alić, M. Šekutor, Karakterizacija diamantskih klastera u helijevim nanokapljicama, Simpozij studenata doktorskih studija PMF-a 2020., Sveučilište u Zagrebu, 28. veljače 2020., Zagreb, Hrvatska, U-K2, 32. => predavanje

9. M. Šekutor, Young women researchers in STEM: the present and outlook for the future, Gender 4 STEM conference – Gender aware education and teaching, Institut Ruđer Bošković, 6. veljače 2020., Zagreb, Hrvatska. => predavanje

8. M. Šekutor, N. Burić, J. Alić, Chemistry and application of diamondoid derivatives, 15^th EYCN Delegate Assembly, 26.–29. siječnja 2020., Sitges, Španjolska, P9. => poster

7. M. Šekutor, Young scientists in the next decade: education and chances, Roundtable II, Science and educational challenges facing Europe in the next decade, Humboldt College Zagreb, 10.–11. listopada 2019., Zagreb, Hrvatska. => okrugli stol

6. J. Alić, N. Burić, M. Šekutor, Diamondoids in supramolecular chemistry and nanotechnology, Science and educational challenges facing Europe in the next decade, Humboldt College Zagreb, 10.–11. listopada 2019., Zagreb, Hrvatska, 24. => poster

5. M. Šekutor, Diamondoids as scaffolds in supramolecular chemistry and nanomaterials, 1^st Joint Croatian - Chinese Mini Symposium on Chemistry, Institut Ruđer Bošković, 3. rujna 2019., Zagreb, Hrvatska. => predavanje

4. M. Šekutor, The Role of London Dispersion in Structural Organization of Polycyclic Cage Compounds, Young Investigator Workshop 2019 EuChemS, 11.–13. srpnja 2019., Beč, Austrija. => predavanje

3. M. Šekutor, Potential Bioapplication of Adamantyl Aminoguanidines, Znanstveni seminar, Fidelta d.o.o., 20. svibnja 2019., Zagreb, Hrvatska. => predavanje

2. M. Šekutor, Configuration and reactivity of diamondoids on a Cu(111) surface, Computational Chemistry Day 2019, 11. svibnja 2019., Zagreb, Hrvatska, L2. => predavanje

1. M. Šekutor, On-surface Orientation and Reactivity of Diamondoid Compounds, 26. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera i 4. simpozij "Vladimir Prelog", 9.–12. travnja 2019., Šibenik, Hrvatska, 22. => predavanje

Suradnici

dr. sc. Marija Alešković

dr. sc. Margareta Sohora

Nataša Burić, dipl. ing.

Financiranje