idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Lumineszierende Tinten aus aggregierten Kupfer-Iod-Clusterverbindungen
Für LEDs haben chinesische Wissenschaftler aus molekularen Kupfer-Iod-Cluster-Verbindungen Aggregatsstrukturen im Nanobereich hergestellt, die im UV-Licht intensiv und mehrfarbig leuchten. Die festen Assoziate aus einem Kupfer-Iod-Komplex und phosphorhaltigen organischen Verbindungen seien unkompliziert und preiswert zu gewinnen, berichten die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie. Die Substanzen eigneten sich als lumineszierende Tinten für im normalen Licht unsichtbare Farbauftragungen und als Beschichtung, um die Farbe von Leuchtdioden zu verändern.
Lumineszierende Substanzen senden durch Anregung mit Energie – chemischer, elektrischer oder UV-Licht – Licht aus, das wir oft als brillante Farben wahrnehmen. Lange Zeit galt die Ansicht, dass Aggregation, also die unkontrollierte Zusammenlagerung von Molekülen, schlecht für die Lumineszenzausbeute ist. Erst 2001 beobachteten Wissenschaftler zum ersten Mal, dass Aggregation umgekehrt auch Lumineszenz auslösen kann. In diesem Fall machten die strukturellen Änderungen im aggregierten Molekül die Substanz stark lumineszierend. Seitdem wuchs die Forschung an dem Phänomen der „aggregationsinduzierten Emission“ (AIE) rasant. Einer der Hauptgründe: Lumineszierende Beschichtungen oder Tinten enthalten in der Praxis eigentlich immer Pigmente, die in irgendeiner Form aggregiert vorliegen.
Wie man solche AIE-Verbindungen kontrolliert, einfach, preiswert und im größeren Maßstab herstellen kann, dafür interessierten sich Hong-Bin Yao an der University of Science and Technology of China in Hefei (China) und sein Team. Sie stießen auf eine stabile Clusterverbindung aus Kupfer und Iod, die in Verbindung mit Phosphanliganden in einem typischen AIE-Verhalten ein stark lumineszierendes Aggregat bildet.
Um die AIE-Substanz herzustellen, müssen die Wissenschaftler die Substanz zunächst in eine lösliche, molekulare Form bringen und dann die Moleküle kontrolliert in nichtlösliche Nanostrukturen aggregieren lassen. Dies gelang den Autoren durch eine Sequenz aus Emulgieren und Demulgieren. Sie schüttelten den nicht lumineszierenden Komplex, der in einem organischen Lösungsmittel gelöst war, mit einem Tensid in wässriger Lösung aus, bis die Tröpfchen so klein waren, dass sich dort AIE-aktive Nanoaggregate gebildet hatten.
Diese Methode hat einen weiteren Vorteil: Durch Austauschen der chemischen Komponenten im Komplex kann man die Lumineszenzfarben ändern. Mit stickstoffhaltigen Liganden anstelle des ursprünglichen Phosphanliganden erzeugten die Autoren eine Sequenz von brillant orange bis blau lumineszierenden Tinten. Damit ließ es sich ausgezeichnet malen: Die Wissenschaftler schufen mit ihren wasserbasierten Tinten in orange, gelb und himmelblau aus einer Schwarzweißzeichnung ein herrliches, exquisites Aquarell einer Unterwasserlandschaft – sichtbar nur unter UV-Licht.
Nicht nur zum Malen, sondern auch als Farbbeschichtung für Leuchtdioden eignen sich die Aggregate. Weißes LED-Licht ist allgemein schwierig zu erzeugen. Die Forscher beschichteten blaue LEDs mit dem gelb lumineszierenden Kupfer-Iod-Hybrid und erhielten weißes LED-Licht. Für die Praxis müssen aber wohl noch Anpassungen vorgenommen werden. Die Lichtausbeute sei noch zu klein, meinten die Autoren.
Angewandte Chemie: Presseinfo 16/2018
Autor: Hong-Bin Yao, University of Science and Technology of China (China), http://staff.ustc.edu.cn/~yhb/
Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201802932
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Die molekularen Kupfer-Iod-Cluster-Verbindungen leuchten intensiv und mehrfarbig.
Source: (c) Wiley-VCH
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students
Chemistry
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Die molekularen Kupfer-Iod-Cluster-Verbindungen leuchten intensiv und mehrfarbig.
Source: (c) Wiley-VCH
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
