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Flüssigkristalle könnten sich künftig effizienter und umweltfreundlicher herstellen lassen. Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU), der Bangalore University in Indien und der Cairo University in Ägypten haben hierfür ein neues Verfahren entwickelt. Im Vergleich zu konventionellen Techniken ist es schneller, energieschonender und verspricht eine hohe Ausbeute, wie das Team im "Journal of Molecular Liquids" schreibt. Flüssigkristalle kommen zum Beispiel in den meisten Displays von Smartphones, Tablets und Computern zum Einsatz.
Die Produktion von Flüssigkristallen ist ein aufwendiger Prozess mit vielen Zwischenschritten. "Oft kommen verschiedene Lösungsmittel und teure Katalysatoren zum Einsatz", sagt der Chemiker Dr. Mohamed Alaasar von der MLU. Das Team aus Deutschland, Indien und Ägypten suchte nach einer Möglichkeit, diesen Prozess zu vereinfachen und so auch umweltfreundlicher zu gestalten. Die Idee: Anstatt dass die chemischen Reaktionen nacheinander stattfinden, könnten sich bestimmte Schritte in einer sogenannten Mehrkomponentenreaktion zusammenfassen lassen, bei der mehrere Substanzen direkt miteinander reagieren.
Das Team entwickelte einen solchen Ansatz zur Produktion von Flüssigkristallen, der ohne umweltschädliche Lösemittel auskommt und auf preiswertere Katalysatoren setzt. "Wir konnten eine Ausbeute von etwa 90 Prozent erzielen. Das bedeutet, dass der Großteil der eingesetzten Chemikalien verwendet wurde und relativ wenig Abfälle entstehen", fasst Alaasar zusammen. Das spare Energie und letztlich auch Geld. Die neu erstellten Flüssigkristalle lagen bei Zimmertemperatur in einer nematischen Phase vor - einer speziellen Anordnung der Moleküle, die in den meisten Flüssigkristalldisplays (LCD) Anwendung findet.
Bisher haben die Forscher ihr neues Verfahren nur im Labor erprobt. Alaasar ist jedoch zuversichtlich, dass es sich auch im industriellen Maßstab umsetzen ließe. "Allerdings müssten die Hersteller dafür umrüsten. Das ist in der Vergangenheit bei anderen vielversprechenden Materialien nicht geschehen", sagt der Wissenschaftler. Verbraucherinnen und Verbraucher würden jedoch mittlerweile viel Wert auf Nachhaltigkeit und umweltfreundlichere Produkte legen. Das könnte ein zusätzliches Argument sein.
Studie: Shanker G. et al. Novel green synthetic approach for liquid crystalline materials using multi-component reactions. Journal of Molecular Liquids (2022). doi: 10.1016/j.molliq.2021.118244
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118244
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists
Chemistry, Information technology, Materials sciences
transregional, national
Research results
German
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