Schwerpunktprogramm ebnet den Weg für die Entwicklung neuer molekularer Hochleistungsmaterialien
15.12.2021
Zwei der wichtigsten Grundlagen für technologische Entwicklungen, die unsere Gesellschaft, Politik, Wissenschaft und Wirtschaft in Zukunft prägen werden, sind die Erzeugung und die photochemische Nutzung von Licht. Daraus lassen sich energiesparende Konzepte in der Displaytechnik, in der Solarenergie und bei der effizienten, lichtgetriebenen Synthese von unterschiedlichen industriellen Produkten ableiten – ebenso wie innovative Ansätze für die Nutzung von Materialien in der Sensorik, der Bildgebung und der Phototherapie. "Es gibt keine andere Substanzklasse, die ein breiteres Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten bietet, um den Anforderungen dieser vielfältigen Anwendungen gerecht zu werden, als molekulare Metallkomplexe", erklärt Prof. Dr. Katja Heinze vom Department Chemie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU).
Katja Heinze koordiniert das Schwerpunktprogramm „Lichtgesteuerte Reaktivität von Metallkomplexen“, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in der ersten Förderperiode von 2018 bis 2021 finanziell unterstützt wird. In dieser Periode trugen 17 wissenschaftliche Projekte, an denen 35 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie 36 Doktorandinnen und Doktoranden beteiligt waren, mit mehr als 70 Publikationen zu den vier Hauptfeldern "Neuartige metallbasierte Luminophore", "Neuartige metallbasierte Photosensibilisatoren", "Grundlegende Aspekte der Energieübertragung, Multielektronen- und Multiprotonenprozesse in metallbasierten Systemen" und "Photoinduzierte Bindungsaktivierung in Übergangsmetallkomplexen" bei. Heinze wird nun das Programm auch in der zweiten Förderperiode von 2022 bis 2024 koordinieren.
Potenzial photoaktiver Metallkomplexe noch lange nicht ausgeschöpft
"Bisher ist erst ein Bruchteil des wissenschaftlichen und technologischen Potenzials photoaktiver Metallkomplexe ausgeschöpft. Durch die Herstellung völlig neuer Klassen von Metallkomplexen und die Untersuchung der Energieprofile elektronisch angeregter Zustände sollen weitergehende grundlegende Erkenntnisse über diese Stoffgruppe gewonnen werden. Dies wird den Weg für die Entwicklung innovativer, hochleistungsfähiger molekularer Materialien für eine Reihe von Anwendungen in der Medizin, der Sensorik, der Displaytechnik, der chemischen Synthese und der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom ebnen", erwartet die Programmkoordinatorin von der JGU.
In der zweiten Förderperiode, für die die DFG rund 6 Millionen Euro bereitstellt, werden 13 wissenschaftliche Projekte mit 30 Projektleitern die photophysikalischen und photochemischen Herausforderungen und die grundlegenden Fragen im Zusammenhang mit der Entwicklung innovativer, leistungsstarker molekularer Materialien angehen. Die drei Projekte "Excited State Kinetic Modelling and Properties Tuning of Iron Complexes" und "Near-Infrared Spin-Flip Luminophores with Earth-abundant Metal Ions 2.0", beide geleitet von Katja Heinze, und "Multiphoton Processes and Directional Charge-Transfer in Ferrocene-Polyoxometalate Dyads and Triads" unter der Leitung von Prof. Dr. Carsten Streb werden in Zusammenarbeit mit Partnern aus Paderborn, Rostock, Kaiserslautern, Tübingen und Jena bearbeitet.