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Posted: March 23, 2009

Hochempfindliche molekulare Sensoren

(Nanowerk News) Solarzellen erzeugen Strom, Laser verwandeln auf CDs gespeicherte Informationen in Musik, Sensoren an der Supermarktkasse scannen die Einkäufe. Bei all diesen Prozessen spielt die kontrollierte Abgabe oder Aufnahme von Anregungsenergie (z.B. in Form von Licht) eine Rolle.
Chemiker der Universität Bonn haben sich in Zusammenarbeit mit Physikern der Universität Utah, USA, vorgenommen, das Wissen auf diesem Gebiet zu vertiefen. Ziel ist es, definierte optoelektronische Eigenschaften neuartiger Materialsysteme auf Molekülbasis zu designen. Die VW-Stiftung unterstützt das Forschungsvorhaben mit insgesamt 500.000 Euro.
In der Arbeitsgruppe des Bonner Chemikers Professor Dr. Sigurd Höger existiert das Know-how, Moleküle mit starrer, vorgegebener Struktur im Nanomaßstab aufzubauen. So stammt zum Beispiel ein Molekül in Form eines Speichenrades aus dem Lehrstuhl für „Organische Chemie komplexer Systeme“. In Zukunft wollen die Forscher Moleküle designen, die kontrolliert Anregungsenergie sammeln, weiterleiten und speichern können. Diese Erkenntnisse sind für Anwendungen in Lasern, der Photovoltaik sowie der Sensorik von Bedeutung.
Molekulare Lichtsammler umgeben eine Polymerachse
Molekulare Lichtsammler umgeben eine Polymerachse. Mit Hilfe der Endgruppen und der grünen Sensorgruppen soll die Energieaufnahme kontrolliert werden
Lichtsammlung in großen zyklischen Molekülen
„Wir wollen neue Wege finden, Licht einzufangen, um es dann als Anregungsenergie kontrolliert nutzbar zu machen“, erklärt Professor Dr. Sigurd Höger das Grundprinzip des Projekts. Dazu möchten die Chemiker Moleküle in Form einer Achse synthetisieren, auf der mehrere Reife sitzen. Die Reife sammeln das einfallende Licht und leiten die Anregungsenergie auf die Achse weiter. Dabei kann sie von Molekülen in der Umgebung abgefangen werden. Dies soll die Grundlage für zukünftige hochempfindliche Sensoren sein.
„Anschaulich ist dieser Effekt mit zwei Ballspielern zu vergleichen“, erklärt Höger. „Der Eine wirft den Ball, der Andere fängt ihn. Bleibt der Ball lange in der Luft, kann er aber leicht von anderen Fängern ‚entführt’ werden.“ Im Detail werden sowohl die Speicherung als auch die Abfang-Prozesse vom Projektpartner Professor Dr. John Lupton an der University of Utah untersucht.
Source: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn