{"id":382237,"date":"2022-06-20T14:00:00","date_gmt":"2022-06-20T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=382237"},"modified":"2022-06-20T14:00:00","modified_gmt":"2022-06-20T12:00:00","slug":"buntes-licht-steuert-chemische-reaktionen","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/buntes-licht-steuert-chemische-reaktionen\/","title":{"rendered":"Buntes Licht steuert chemische Reaktionen"},"content":{"rendered":"\n

Chemische Reaktionen ganz pr\u00e4zise steuern und zwar mit farbigem Licht: Das funktioniert mit einem intelligenten Photokatalysator, der von Forschenden der Universit\u00e4t Gent und des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Kolloid- und Grenzfl\u00e4chenforschung in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl f\u00fcr Physikalische Chemie I der Friedrich-Alexander Universit\u00e4t – FAU – entwickelt wurde. Der neue smarte Photokatalysator funktioniert erstmals \u00fcber ein ganzes Spektrum an unterschiedlich farbigem Licht. So k\u00f6nnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ganz gezielt verschiedene Reaktionen ausl\u00f6sen und damit Molek\u00fcle herstellen, die f\u00fcr nahezu jedes Produkt als Ausgangsmaterial verwendet werden k\u00f6nnen. Ihre Forschungsergebnisse haben sie in der renommierten Fachzeitschrift Nature<\/a> Communications ver\u00f6ffentlicht, so FAU in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Es kommt auf das Energielevel an<\/h3>\n\n\n\n

Katalysatoren vereinfachen und erm\u00f6glichen chemische Reaktionen, bei denen ein Material zu einem anderen umgewandelt wird. Bei sogenannten Photokatalysatoren funktioniert das \u00fcber Lichteinstrahlung. Bisher konnten diese Reaktionen jedoch nicht wirklich gesteuert werden. M\u00f6glich ist das theoretisch durch die Energie des Lichts \u2013 kurz: die Farbe.<\/p>\n\n\n\n

Die unterschiedlichen Farben des Lichts zu nutzen, verhinderte bisher ein photophysikalisches Grundprinzip: Bestrahlt man ein Ausgangsmaterial mit Licht, nimmt es zun\u00e4chst die Energie des Lichts auf \u2013 das Energielevel des Materials steigt entsprechend der Lichtfarbe. Jedoch bleibt das Energielevel nicht lange verf\u00fcgbar, der Gro\u00dfteil der Energie wird innerhalb k\u00fcrzester Zeit wieder freigegeben. \u00dcbrig bleibt nur eine geringere Menge, man spricht vom sogenannten ersten angeregten Zustand. \u201eDas liegt daran, dass das Material wieder in seinen Ausgangszustand m\u00f6chte und deshalb sehr schnell Energie in Form von zum Beispiel W\u00e4rme wieder abgibt. F\u00fcr eine gezielte Reaktion brauchen wir aber l\u00e4nger verf\u00fcgbare Energielevel, weshalb in herk\u00f6mmlichen Photokatalysatoren oft nur der erste angeregte Zustand genutzt werden kann\u201c, erkl\u00e4rt Christoph Sch\u00fc\u00dflbauer, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl f\u00fcr Physikalische Chemie I.<\/p>\n\n\n\n

Neue M\u00f6glichkeiten, um funktionelle Materialien herzustellen<\/h3>\n\n\n\n

Beim neuen Photokatalysator nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den Red-Edge-Effekt. Dieser ist in der theoretischen Physik bereits seit 50 Jahren bekannt, jedoch wurde er bisher nie im Bereich der Photokatalyse eingesetzt. Dort kann er daf\u00fcr sorgen, dass die Energie des Lichts als l\u00e4nger verf\u00fcgbares Energielevel im Material bleibt. So k\u00f6nnen mit dem Photokatalysator gezielt Reaktionen auf einem ganzen Spektrum an Energieleveln ausgel\u00f6st und damit verschiedene Endprodukte hergestellt werden. \u201eMit dem Photokatalysator k\u00f6nnen wir so unter anderem grundlegende Molek\u00fcle produzieren, welche quasi \u00fcberall weiterverarbeitet werden k\u00f6nnen. Halogenierte Kohlenwasserstoffe insbesondere geh\u00f6ren zu den wichtigsten Vorstufen in der Herstellung von Medikamenten, neuen Werkstoffen, leitenden Polymeren und vielen mehr\u201c, erkl\u00e4rt Christoph Sch\u00fc\u00dflbauer.<\/p>\n\n\n

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Sichere Kommunikation mit Lichtteilchen<\/div>
Quantencomputer bieten viele neuartige M\u00f6glichkeiten, bedrohen aber auch die Sicherheit des Internets: Denn die Superrechner machen g\u00e4ngige Verschl\u00fcsselungsverfahren angreifbar.<\/div><\/div><\/div>\n\n\n

Bisher wurden diese Stoffe oft unter giftigen Bedingungen und mit sehr teuren Materialien hergestellt. Au\u00dferdem entstanden bei Reaktionen, die durch herk\u00f6mmliche Photokatalysatoren ausgel\u00f6st wurden, oft viele Nebenprodukte, die Chemikerinnen und Chemiker dann aufwendig voneinander trennen mussten. Diese Nebenprodukte fallen bei gezielten Reaktionen weg. \u201eDass wir mit diesem smarten Photokatalysator das verf\u00fcgbare Energielevel so fein abstimmen k\u00f6nnen, er\u00f6ffnet uns ganz neue M\u00f6glichkeiten im Bereich der Photokatalyse und Herstellung neuer funktioneller Materialien\u201c, sagt Christoph Sch\u00fc\u00dflbauer.<\/p>\n\n\n\n

Bereits im vergangenen Jahr konnten FAU-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Reaktionen durch einen smarten Photokatalysator mit gr\u00fcnem, blauen und roten Licht steuern. Damit konnte das Team gezielt Sulfonamide herstellen, ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung von Antibiotika.<\/p>\n","protected":false},"author":2084,"featured_media":516284,"template":"","meta":{"_acf_changed":false,"advgb_blocks_editor_width":"","advgb_blocks_columns_visual_guide":""},"categories":[36843],"tags":[104986,125643,127107,30140,62128],"location":[24328],"internal_archives":[],"class_list":["post-382237","selected","type-selected","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","category-digital-de-de","tag-chemische-de","tag-fau-de","tag-licht-de","tag-max-planck-institut-de","tag-universitaet-gent-de","location-deutschland"],"blocksy_meta":[],"acf":[],"featured_img":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-content\/uploads\/2022\/05\/quantennetzwerk_o_870x489.jpg","coauthors":[],"author_meta":{"author_link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/author\/mauro-mereu\/","display_name":"Mauro Mereu"},"relative_dates":{"created":"Posted 4 years ago","modified":"Updated 4 years ago"},"absolute_dates":{"created":"Posted on June 20, 2022","modified":"Updated on June 20, 2022"},"absolute_dates_time":{"created":"Posted on June 20, 2022 2:00 pm","modified":"Updated on June 20, 2022 2:00 pm"},"featured_img_caption":"","tax_additional":{"category":{"linked":["Digital<\/a>"],"unlinked":["Digital<\/span>"],"slug":"category","name":"Categories"},"post_tag":{"linked":["chemische<\/a>","FAU<\/a>","licht<\/a>","max-planck-institut<\/a>","Universit\u00e4t Gent<\/a>"],"unlinked":["chemische<\/span>","FAU<\/span>","licht<\/span>","max-planck-institut<\/span>","Universit\u00e4t Gent<\/span>"],"slug":"post_tag","name":"Tags"},"language":{"linked":["DE<\/a>"],"unlinked":["DE<\/span>"],"slug":"language","name":"Tags"},"post_translations":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"post_translations","name":""},"location":{"linked":["Deutschland<\/a>"],"unlinked":["Deutschland<\/span>"],"slug":"location","name":"Locations"},"internal_archives":{"linked":[],"unlinked":[],"slug":"internal_archives","name":"Internal Archives"}},"series_order":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected\/382237","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/selected"}],"about":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/types\/selected"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2084"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media\/516284"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=382237"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=382237"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=382237"},{"taxonomy":"location","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/location?post=382237"},{"taxonomy":"internal_archives","embeddable":true,"href":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/wp-json\/wp\/v2\/internal_archives?post=382237"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}