Faszination Technik Fluoreszierende Aluminiumverbindung mit fast 100 Prozent Quantenausbeute

In unserer Rubrik „Faszination Technik“ stellen wir Konstrukteuren jede Woche beeindruckende Projekte aus Forschung und Entwicklung vor. Heute: die Entdeckung einer fluoreszierenden Aluminiumverbindung, bei der fast jedes Lichtteilchen in ein neues umgewandelt wird.

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Friedrich-Schiller-Universität Jena

Bei der Fluoreszenz strahlt eine Substanz Licht ab, wenn anderes Licht auf sie fällt. Dieses Phänomen wird etwa bei Leuchtstoffröhren benutzt, bei der die weiße Beschichtung durch unsichtbare UV-Strahlung zum Leuchten gebracht wird. Aber auch in Licht-emittierenden Dioden (LEDs) stammt das abgestrahlte Licht aus Fluoreszenz. Wie immer, wenn Energie übertragen wird, geht auch bei der Fluoreszenz Licht-Energie verloren. Der bisherige Rekord für Aluminiumverbindungen liegt hier bei rund 70 Prozent. Das heißt, dass bei dieser Quantenausbeute bei zehn eingestrahlten Lichtteilchen von der Substanz sieben neue ausgesendet werden.

Rekordverdächtige Lichtausbeute

Chemiker der Universität Jena haben nun einen neuen Rekord aufgestellt. Sie entdeckten eher zufällig eine stark fluoreszierende Aluminiumverbindung, die die höchste bisher bekannte Quantenausbeute aufweist: Für nahezu jedes Lichtteilchen, das auf die Verbindung einstrahlt, wird eines von der Substanz abgestrahlt. „In unserer Substanz sind zwei Aluminium-Ionen in einem organischen Molekül, einem sogenannten Liganden, gebunden“, erklärt Robert Kretschmer, Juniorprofessor für Anorganische Chemie. Die Herstellung sei recht einfach und könne in größeren Mengen im Labor geschehen, heißt es. Die Substanz konnten die Wissenschaftler in ein Polymervlies einspinnen. Es fluoreszierte nach eigenen Angaben immer noch mit 90 Prozent Quantenausbeute. Davon könnten beispielsweise Anwendungen in der LED-Technik profitieren.

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Gezielte Anwendungsforschung soll folgen

Als nächstes wollen Kretschmer und sein Team die Verbindung genauer erforschen und die hohe Fluoreszenz besser verstehen. Dafür wollen sie die Aluminium-Ionen durch andere Metalle ersetzen und auch den organischen Liganden variieren. Ein weiteres Ziel sei es, die Verbindung stabiler zu machen. Denn in Wasser kann sie bisher nicht verwendet werden. Für biologische Anwendungen wäre das aber wichtig.

Zur Originalpublikation in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie

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