Aromatische Sammelfallen für Licht

Dienstag, 29. Juni 2010, 13:32 • Rubrik Chemie, Technik.

Pflanzen können Licht besonders gut nutzen, indem sie es mit einer großen Zahl von Blattgrünmolekülen regelrecht einfangen und bündeln. Ein verblüffend einfaches Gegenstück zu einer solchen Lichtsammelfalle haben japanische Chemiker hergestellt. Es besteht aus einem Netz von Kohlenwasserstoffringen, die Lichtenergie schnell und effizient an eingelagerte Farbstoffmoleküle weiterleiten.

Foto: Jon Sullivan (Public Domain)

Als Folge strahlen die Farbstoffmoleküle im Netzwerk gut 21 Mal heller als in freier, gelöster Form, beobachteten die Forscher um Donglin Jiang vom Institute for Molecular Science in Okazaki. Ihre Resultate stellen sie im “Journal of the American Chemical Society” vor.

Die von Jiang und Kollegen hergestellte Lichtsammelfalle besteht aus Benzolringen aus je sechs Kohlenstoffatomen, die mit jeweils vier weiteren Ringen verknüpft sind, die ihrerseits mit weiteren Ringen verbunden sind. Das Resultat ist ein dreidimensionales Netzwerk, dessen Ringelektronen ein einziges großes “Leitungssystem” bilden und das zudem unzählige Poren einheitlicher Größe aufweist.

Mit Licht bestrahlt, zeigt das Polymer normalerweise ein bläuliches Glimmen. Das ändert sich, wenn der Farbstoff Cumarin-6 in die Poren des Netzwerks eingelagert wird, berichten die Forscher. Das Glimmen wird nun unterdrückt, während der Farbstoff umso heller grün fluoresziert. Offenbar wird die von dem Polymer aufgenommene Lichtenergie praktisch vollständig an den Farbstoff abgeführt, folgern Jiang und Kollegen. Ihren Berechnungen zufolge, wird jedes eingelagerte Cumarin-6-Molekül von durchschnittlich 176 Benzolringen mit Energie versorgt.

Forschung: Long Chen und Donglin Jiang, Department of Materials Molecular Science, Institute for Molecular Science, Okazaki; Yoshihito Honsho und Shu Seki, Division of Applied Chemistry, Osaka University, Osaka

Veröffentlichung Journal of the American Chemical Society, Vol. 132(19), pp 6742-8, DOI 10.1021/ja100327h

WWW:
Jiang Laboratory, Institute for Molecular Science
Condensed Matter Physical Chemistry, Osaka University
Aufbau und Funktion einer Lichtsammelfalle
Fluoreszenz
Coumarin 6

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