Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Leuchtende Nanotinten

nächste Meldung

Für LEDs haben chinesische Wissenschaftler aus molekularen Kupfer-Iod-Cluster-Verbindungen Aggregatsstrukturen im Nanobereich hergestellt, die im UV-Licht intensiv und mehrfarbig leuchten.

Die molekularen Kupfer-Iod-Cluster-Verbindungen leuchten intensiv und mehrfarbig.

(c) Wiley-VCH

Die festen Assoziate aus einem Kupfer-Iod-Komplex und phosphorhaltigen organischen Verbindungen seien unkompliziert und preiswert zu gewinnen, berichten die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie.

Die Substanzen eigneten sich als lumineszierende Tinten für im normalen Licht unsichtbare Farbauftragungen und als Beschichtung, um die Farbe von Leuchtdioden zu verändern.

Lumineszierende Substanzen senden durch Anregung mit Energie – chemischer, elektrischer oder UV-Licht – Licht aus, das wir oft als brillante Farben wahrnehmen. Lange Zeit galt die Ansicht, dass Aggregation, also die unkontrollierte Zusammenlagerung von Molekülen, schlecht für die Lumineszenzausbeute ist.

Erst 2001 beobachteten Wissenschaftler zum ersten Mal, dass Aggregation umgekehrt auch Lumineszenz auslösen kann. In diesem Fall machten die strukturellen Änderungen im aggregierten Molekül die Substanz stark lumineszierend. Seitdem wuchs die Forschung an dem Phänomen der „aggregationsinduzierten Emission“ (AIE) rasant. Einer der Hauptgründe: Lumineszierende Beschichtungen oder Tinten enthalten in der Praxis eigentlich immer Pigmente, die in irgendeiner Form aggregiert vorliegen.

Wie man solche AIE-Verbindungen kontrolliert, einfach, preiswert und im größeren Maßstab herstellen kann, dafür interessierten sich Hong-Bin Yao an der University of Science and Technology of China in Hefei (China) und sein Team. Sie stießen auf eine stabile Clusterverbindung aus Kupfer und Iod, die in Verbindung mit Phosphanliganden in einem typischen AIE-Verhalten ein stark lumineszierendes Aggregat bildet.

Um die AIE-Substanz herzustellen, müssen die Wissenschaftler die Substanz zunächst in eine lösliche, molekulare Form bringen und dann die Moleküle kontrolliert in nichtlösliche Nanostrukturen aggregieren lassen. Dies gelang den Autoren durch eine Sequenz aus Emulgieren und Demulgieren. Sie schüttelten den nicht lumineszierenden Komplex, der in einem organischen Lösungsmittel gelöst war, mit einem Tensid in wässriger Lösung aus, bis die Tröpfchen so klein waren, dass sich dort AIE-aktive Nanoaggregate gebildet hatten.

Diese Methode hat einen weiteren Vorteil: Durch Austauschen der chemischen Komponenten im Komplex kann man die Lumineszenzfarben ändern. Mit stickstoffhaltigen Liganden anstelle des ursprünglichen Phosphanliganden erzeugten die Autoren eine Sequenz von brillant orange bis blau lumineszierenden Tinten. Damit ließ es sich ausgezeichnet malen: Die Wissenschaftler schufen mit ihren wasserbasierten Tinten in orange, gelb und himmelblau aus einer Schwarzweißzeichnung ein herrliches, exquisites Aquarell einer Unterwasserlandschaft – sichtbar nur unter UV-Licht.

Nicht nur zum Malen, sondern auch als Farbbeschichtung für Leuchtdioden eignen sich die Aggregate. Weißes LED-Licht ist allgemein schwierig zu erzeugen. Die Forscher beschichteten blaue LEDs mit dem gelb lumineszierenden Kupfer-Iod-Hybrid und erhielten weißes LED-Licht. Für die Praxis müssen aber wohl noch Anpassungen vorgenommen werden. Die Lichtausbeute sei noch zu klein, meinten die Autoren.

Angewandte Chemie: Presseinfo 16/2018

Autor: Hong-Bin Yao, University of Science and Technology of China (China), http://staff.ustc.edu.cn/~yhb/

Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201802932

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nächste Meldung

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...