Lichtinduzierte Bildung von Dibenzochalkogenophenen – Von neuartigen lumineszierenden Strukturmotiven zur Anwendung in Materialien

• Antragsteller: Professor Dr. Jens Voskuhl
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566015618

Das geplante Projekt umfasst die Untersuchung der lichtinduzierten Zyklisierung etherbasierter (E = S, Se, Te) organischer Verbindungen zu phosphoreszierenden Dibenzochalokogenophenen. Die Bildung dieser Verbindungen erfolgt ohne Zusatz von Additiven und kann auch in polymeren Materialien induziert werden. Nach einer umfassenden Studie zur Bandbreite der möglichen zyklisierbaren (chiralen) Edukte gilt es insbesondere, potenzielle Anwendungen zu testen. Die hohe Kompatibilität der Ether mit 3D-Druck ermöglicht die Untersuchung der Zyklisierung in Polymeren. In diesem Zusammenhang sollen verschiedene Fragestellungen untersucht werden. Neben einer Anwendung als UV-Licht Detektor zum Nachweis der Desinfektion von Oberflächen sollen auch lichtinduzierte Alterungserscheinungen von Polymeren untersucht werden. Die Bildung der Dibenzochalkogenophene kann direkt durch eine Änderung der photophysikalischen Eigenschaften verfolgt werden, darunter Emissionswellenlänge, Emissionslebenszeit und Photolumineszenzquantenausbeute. Darüber hinaus sind die Dibenzochalkogenophene in der Lage Phosphoreszenzemission zu zeigen und sind daher hervorragende Indikatoren für Triplettsauerstoff. So sollte es möglich sein, Materialschwächungen innerhalb polymerer Werkstoffe nachzuweisen – etwa durch eine Änderung der Emissionslebenszeit aufgrund von Sauerstoffdiffusion und der damit einhergehenden Triplett-Triplett-Annihilierung. Die Einbringung von speziell chiralen Ethern (Dopanden) in flüssigkristalline Wirtsysteme ermöglicht nach Bestrahlung mit Licht und der damit einhergehenden Bildung der Dibenzochalkogenophene eine Modulation der Mesophaseneigenschaften. Dies ist auf eine Geometrieänderung der Dopanden und der daraus resultierenden Veränderung der Spiralsteigung zurückzuführen. Als ultimatives Ziel soll die Photozklisierung in Polymernanopartikeln untersucht werden. Dies wird zu einer Stabilisierung der Phosphoreszenzemission durch Abschirmung von Triplettsauerstoff in wässrigen Medien führen. Nach einer abschließenden Oberflächenfunktionalisierung mit Bioliganden sollen diese Nanopartikel Anwendung in der biologischen Bildgebung mittels Phosphoreszenzlebenszeitmikroskopie finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen