Programming the organization of p-conjugated systems into nanostructures of defined dimensions is a requirement for the preparation of functional materials. Herein, we have achieved high-precision control over the self-assembly pathways and fiber length of an amphiphilic BODIPY dye in aqueous media by exploiting a programmable hydrogen bonding lock. The presence of a(2-hydroxyethyl)--amide group in the target BODIPY enables different types of intra-vs. intermolecular hydrogen bonding, leading to a competition between kinetically controlled discoidal H-type aggregates and thermodynamically controlled 1D J-type fibers in water. The high stability of the kinetic state, which is dominated by the hydrophobic effect, is reflected in the slow transformation to the thermodynamic product. However, this lag time can be suppressed by the addition of seeds from the thermodynamic species, enabling us to obtain supramolecular polymers of tuneable length in water for multiple cycles.

Die Programmierung der Organisation von p-konjugierten Systemen zu Nanostrukturen mit definierten Abmessungen ist eine Voraussetzung für die Herstellung von Funktionsmaterialien. Hier haben wir eine hochpräzise Kontrolle über die Selbstorganisationswege und Faserlänge eines amphiphilen BODIPY-Farbstoffs in wässrigen Medien erreicht, indem wir eine programmierbare Wasserstoffbrückenbindungsschleuse genutzt haben. Das Vorhandensein einer (2-Hydroxyethyl)-amid-Gruppe im BODIPY-Farbstoff ermöglicht verschiedene Arten von intra- und intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen, die zu einem Wettbewerb zwischen kinetisch kontrollierten scheibenförmigen H-Aggregaten und thermodynamisch kontrollierten 1D-J-Fasern in Wasser führen. Die hohe Stabilität des kinetischen Zustands, der durch den hydrophoben Effekt dominiert wird, spiegelt sich in der langsamen Umwandlung in das thermodynamische Produkt wider. Diese Verzögerung kann jedoch durch die Zugabe von Keimen der thermodynamischen Spezies unterdrückt werden, wodurch wir supramolekulare Polymere mit einstellbarer Länge in Wasser für mehrere Zyklen erhalten können.