Internationale Forschungskooperation untersucht lichtempfindliche Kohlenstoff-Nanoteilchen

Kohlenstoff-Nanokolloide auf dem Weg in die Technologieanwendung

Licht – die primäre Energiequelle für alles Leben, aber auch immens wichtig für eine Vielzahl von technologischen Anwendungen. So spielen Nanomaterialien, wie Kohlenstoff-Nanokolloide (CNC), die es erlauben, Licht-Materie-Wechselwirkungen maßzuschneidern, zukünftig eine wichtige technologische Rolle. Dies auch aufgrund ihrer Nachhaltigkeit, da sie helfen giftige Abfälle und übermäßigen Verbrauch von Ressourcen zu vermeiden. Erschwert wurde deren Einsatz bisher, weil CNCs aufgrund ihrer Heterogenität im angeregten Zustand nicht einheitlich beschrieben werden konnten. Einem internationalen Forschungsteam, darunter auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der FAU unter Leitung von Prof. Dr. Dirk M. Guldi vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie I, ist es gelungen, grundlegende Probleme im Zusammenhang mit der Photophysik und Photochemie von Kohlenstoff-Nanokolloide (CNC) auszumachen und mögliche Richtungen für die Forschung an dieser leicht verfügbaren, ungiftigen und anpassbaren Klasse von Nanomaterialien aufzuzeigen. Ihre Ergebnisse publizierten die Forschenden im Journal „Chem“ unter dem Titel „Optical processes in carbon nanocolloids“.

Kohlenstoff-Nanokolloide sind sehr heterogene Materialien. Sie sind kleinste Partikel auf Kohlenstoff-Basis mit Abmessungen unter 10 Nanometer. Das Fehlen eines einheitlichen Bildes, welches ihre Eigenschaften im angeregten Zustand beschreibt, erschwert ihre technologische, ökologische und biomedizinische Anwendung. Aber insbesondere ihre Photolumineszenz, das Abstrahlen von Licht nach der Absorption von Lichtteilchen, macht sie etwa für technologische oder biomedizinische Anwendungen interessant. So gehen die Forschenden zum Beispiel davon aus, dass das Hinzufügen einer Lösung ein Nachleuchten von CNC nach Bestrahlung, also die sogenannte Phosphoreszenz dieser Teilchen, erleichtert. Die Ergebnisse des internationalen Teams dienen als Grundlage um CNCs für den technologischen Einsatz nutzbar zu machen.

Die FAU kooperierte für die Untersuchung mit den Universitäten Triest, Hongkong sowie Michigan und Buenos Aires, der Universität ITMO in Sankt Petersburg, dem Zentrum für Funktionelle Photonik in Hongkong sowie dem Zentrum für kooperative Forschung in Biomaterialien und der Baskischen Stiftung für Wissenschaften von Ikerbasque.

Weitere Informationen

DOI: 10.1016/ j.chempr.2020.11.012

Prof. Dr. Dirk Guldi
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I
Tel.: 09131/85-27340
dirk.guldi@fau.de