Lumineszierende anorganisch-organische Hybridpartikel zur kombinatorischen in situ Fluoreszenz-erkennung von Temperatur und pH-Wert (FL-Detect)

• Antragsteller: Professor Dr. Claus Feldmann; Professor Dr. Klaus Müller-Buschbaum
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516393712

Im Bereich Hybridmaterialien hat das Projekt zum Ziel, anorganisch-organische Hybridpartikel zu erzielen, die zum einen selbst lumineszieren, zum anderen um über eine Änderung dieser Eigenschaft eine optische Detektion von Temperatur und Temperaturänderung sowie des pH-Wertes und dessen Änderung gesondert sowie synchron zu erfassen. Hierzu wurden aus der jeweiligen Expertise beider Gruppen Hybridmaterialien ausgewählt, die breite Lumineszenzeigenschaften aufweisen: anorganisch-organische Hybridnanopartikel (AOH-NP) in der AG Feldmann und Metal-Organic Frameworks (MOFs) bzw. Koordinationspolymere (CPs) in der Gruppe Müller-Buschbaum. Diese werden zunächst in den jeweiligen Gruppen synthetisiert und auf die besagten Ziel-Detektionsmöglichkeiten untersucht und charakterisiert. Dabei können Einzelverbindungen jeweils in/für einen bestimmten Bereich von Temperatur oder pH-Wert eine Änderung der Lumineszenz zeigen, die auf unterschiedlichen thermischen Löschungstemperaturen sowie auf Prozessen wie zum Beispiel Protonierung oder Deprotonierung beruhen. Die Fluoreszenzerkennung resultiert dann entweder aus einer starken Intensitätsänderung im Sinne von „An/Aus“ oder einer Farbänderung der Lumineszenz, die eine „in-situ“-Verfolgung erlauben. Darauf aufbauend werden dann geeignete Kandidaten aus beiden Bereichen miteinander zu komplexeren Hybridmaterialien kombiniert um synergistisch zwei oder mehr Einzeleffekte nutzen zu können. Damit soll ein möglichst breiter Temperatur- und pH-Bereich abgedeckt werden. Im Endergebnis sollen durch Kombination der Verbindungen und Materialien beider Gruppen sowohl ein Fluoreszenzthermometer als auch ein lumineszierendes pH-Papier erzielt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen