Spielereien mit Licht und Farbe

Assoziate aus blau-grünen Iridium- und roten Europium-Komplexen können Energie transferieren und weißes Licht abstrahlen

Komplexverbindungen des Elements Europium aus der Gruppe der Seltenen Erden (Lanthanoide) sind in der Lage, nach Anregung z. B. durch Licht einer geeigneten Wellenlänge oder durch die Energie einer vorgeschalteten Redox-Reaktion, über einen längeren Zeitraum rotes Licht auszusenden. Diese Lumineszenz macht sie zu interessanten Kandidaten für Anwendungen in biologischen Testsystemen oder als Sensoren. Darüber hinaus können sie auch in Funktionseinheiten, die Licht aussenden, zum Einsatz kommen. Da Europiumkomplexe im sichtbaren Bereich des Spektrums, also bei Wellenlängen zwischen etwa 400 und 700 nm, keine nennenswerte Absorption zeigen, benötigt man andere, stark absorbierende Moleküle als Licht sammelnde Antennen, damit es auch unter diesen Bedingungen zu einer ausreichenden Photolumineszenz kommt. Diese Antennen müssen das Anregungslicht aufnehmen und die darin enthaltene Energie auf den Europiumkomplex übertragen, der dann seinerseits leuchten kann.

Ein Team von Wissenschaftlern aus den Niederlanden und Russland hat nun erstmals die Verwendung eines Übergangsmetallkomplexes als Lichtsammler für die Photolumineszenz von Europium genauer untersucht. Sie kombinierten einen Iridium(III)-Phenylpyridin-Komplex mit einem Europium(III)-Terpyridinchelat. Wird die Iridiumverbindung alleine mit Anregungslicht einer Wellenlänge von 400 nm bestrahlt, so sendet sie blau-grünes Licht aus (Wellenlängen von 460 und 491 nm). Der Europiumkomplex lässt sich durch eine Anregung bei 350 nm zur Abstrahlung von rotem Licht der Wellenlänge 615 nm stimulieren. Werden beide Komponenten im richtigen Verhältnis gemischt, so entsteht ein stabiles Addukt aus einer Europium- und zwei Iridiumeinheiten. Dieses Assoziat beginnt nach Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von 400 nm, bei der nur der Iridium-Anteil absorbiert, weiß zu leuchten.
Der Iridium-Baustein vermag also offenbar einen Teil der aufgenommenen Energie an den Europium-Komplex abzugeben, so dass dieser ebenfalls dazu angeregt wird, sein charakteristisches Licht auszusenden. Die blau-grüne Iridium-Strahlung und die rote Europium-Strahlung mischen sich dann, so dass der weiße Farbeindruck entsteht.

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Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 06/2005

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