organische lichtemittierende Materialien (OLEMs) und deren Anwendung

• Lumineszente Naturstoffe

Unser Forschungsinteresse konzentriert sich auf die Untersuchung von lichtemittierenden Molekülen aus biolumineszenten Organismen und deren Anwendung als Analytikwerkzeuge. In enger Zusammenarbeit mit Biologen und Materialwissenschaftlern zielen wir darauf ab, neuartige lumineszente Naturstoffe wie Luciferine zu entdecken, synthetisch zu modifizieren und im bioanalytischen Kontext zu nutzen. Biolumineszenz bietet gegenüber anderen Technologien den Vorteil, extrem niedrige Nachweisgrenzen zu erreichen und gleichzeitig kosteneffizient zu sein. Unser Vorhaben gliedert sich in mehrere Schlüsselabschnitte: Zunächst identifizieren wir neue biolumineszente Organismen und ihre Lichtemitter, um bisher unbekannte lichtemittierende Moleküle zu entdecken. Darauf folgt das Materialdesign und die Synthese innovativer lumineszenter Materialien basierend auf den identifizierten Molekülen. Die chemische Optimierung der lumineszenten Naturstoffe zielt darauf ab, deren Effizienz und Stabilität zu maximieren. Schließlich entwickeln wir mit den neu synthetisierten Molekülen hochempfindliche und kostengünstige bioanalytische Tests. Die internationale Zusammenarbeit mit Experten aus verschiedenen Ländern spielt eine zentrale Rolle bei der Erreichung unserer Ziele. Dieses Forschungsprojekt wird nicht nur neue Einblicke in die Biolumineszenz liefern, sondern auch einen bedeutenden Beitrag zur Entwicklung hochempfindlicher und kosteneffizienter bioanalytischer Assays leisten.

• BiOLEMs: Biologisch inspirierte organische lichtemittierende Materialien

Biologisch inspirierte organische lichtemittierende Materialien (BiOLEMs) bieten eine einzigartige Möglichkeit, von der Natur zu lernen und Lösungen zu entwickeln, um einige der größten Herausforderungen klassischer organischer lichtemittierender Materialien (OLEMs) zu überwinden. Mit der Entwicklung von BiOLEMs als Ersatz für Schwermetalle in organischen Leuchtdioden (OLEDs) wird die Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit dieser Schlüsseltechnologie erheblich gestärkt. Durch die Analyse von lumineszierenden Organismen, die im ersten Teilbereich unserer Forschung untersucht werden, sollen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen hergestellt werden, um BiOLEMs mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit Physikern ermöglicht die Einbettung dieser Materialien in innovative OLED-Stack-Designs die Herstellung hocheffizienter, farbechter, weniger toxischer, umweltfreundlicher und kostengünstigerer OLEDs. 

•  Photochemie

Die Anwendung von organischen lichtemittierenden Materialien (OLEMs) als Photokatalysatoren im Bereich der Photochemie eröffnet vielversprechende Möglichkeiten für Reaktionen wie CO₂-Reduktion und Stickstofffixierung, die eine CO₂-neutrale chemische Industrie ermöglichen könnten. In diesem Teilbereich werden OLEMs als Photokatalysatoren eingesetzt, um photochemische Reaktionen zu fördern. Diese Ansätze bilden die Grundlage für eine zukünftige CO₂-neutrale chemische Industrie. Die Entwicklung neuer Photokatalysatoren, basierend auf den in den vorherigen Teilbereichen beschriebenen Molekülen, zielt darauf ab, die Effizienz kritischer Reaktionen zu verbessern und völlig neue Reaktionen zu ermöglichen.