Universität Basel entwickelt nachhaltigere Leuchtstoffe

04. August 2021 10:50

Basel - Basler Forschenden ist ein Durchbruch bei der Entwicklung nachhaltigerer Leuchtstoffe etwa für Smartphones gelungen. Ihre Technologie ersetzt seltene, teure und toxische Metalle durch Mangan-Komplexe. Weiterent­wick­lungen könnten für Solarzellen und Krebs-Therapien nutzbar gemacht werden.

Forschende der Universität Basel haben erstmals Mangan-Komplexe auf der Basis von kostengünstigem Mangan hergestellt. Laut ihrer Medienmitteilung kann sie möglicherweise sehr seltene und in vielen Verbindungen auch toxische Metalle wie Iridium und und Ruthenium ersetzen. Iridium wird in organischen lichtemittierenden Dioden (OLED) eingesetzt. Ruthenium findet in Solarzellen Verwendung. Mit der neuen Mangan-Verbindung könnten in Zukunft sowohl nachhaltigere Leuchtstoffe als auch Katalysatoren für die Umwandlung von Sonnenlicht in andere Energieformen produziert werden.

In diesen neuartigen Mangan-Komplexen laufen unter Bestrahlung mit Licht die gleichen Reaktionen ab wie in Ruthenium- oder Iridium-Verbindungen. Mangan hat gegenüber diesen Metallen den Vorteil, dass es in der Erdkruste 900'000-mal häufiger vorkommt als Iridium. Zudem ist es deutlich weniger giftig und um ein Vielfaches kostengünstiger.

Wie die Universität Basel weiter berichtet, ist die Lichtausbeute der neuen Mangan-Komplexe derzeit noch geringer als jene der Iridium-Verbindungen. Dagegen seien die Energietransfer- und Elektronenübertragungsreaktionen bei der künstlichen Photosynthese mit hohen Geschwindigkeiten abgelaufen.

Bisher sei es laut Forschungsleiter Oliver Wenger noch niemandem gelungen, molekulare Komplexe mit Mangan zu schaffen, die bei Raumtemperatur in Lösung leuchten können und diese speziellen Reaktionseigenschaften hätten. Sein Doktorand Patrick Herr und die anderen Beteiligten hätten damit „wirklich einen Durchbruch geschafft, der neue Möglichkeiten ausserhalb des Bereichs der Edelmetalle und Halbedelmetalle eröffnet“.

In nun anstehenden Forschungsarbeiten wollen Wenger und seine Forschungsgruppe die Leuchteigenschaften der neuen Mangan-Komplexe verbessern. Zudem sollen diese Komplexe auf geeigneten Halbleitermaterialien für Solarzellen verankert werden. Als weitere mögliche Weiterentwicklung führt die Universität Basel wasserlösliche Varianten der Mangan-Komplexe an. Sie könnten eventuell anstelle von Ruthenium- oder Iridium-Verbindungen in der photodynamischen Krebstherapie Anwendung finden. mm

Mehr zu Forschung und Entwicklung

Aktuelles im Firmenwiki