Ganze Farbpalette an günstigen Fluoreszenzfarben

Forschende der ETH Zürich entwickelten ein Baukastensystem zur einfachen und günstigen Herstellung von Sicherheitstinten. Es basiert auf Polymeren und könnte künftig auch in Solarkraftwerken und Bildschirmen zum Einsatz kommen.

Neuartige Fluoreszenzfarben von ETH-​Forschenden sind verhältnismässig einfach und kostengünstig herzustellen. Die Farbmoleküle bestehen je nach Farbe aus einer unterschiedlichen Zahl von Untereinheiten, und sie sind baukastenartig als Polymere aufgebaut. Bei den verwendeten Untereinheiten handelt es sich um einfache Moleküle, die entweder kommerziell erhältlich oder sich von Chemikern mit einem Reaktionsschritt herstellen lassen.

Nun ist es den Wissenschaftlern unter der Leitung von Yinyin Bao gelungen, mit dem neuen Ansatz ein breites Spektrum an Farben herzustellen, inklusive Rot, dessen Herstellung bisher als schwierig galt. Bao ist Senior Scientist in den Gruppen der ETH-​Professoren Jean-​Christophe Leroux and Chih-​Jen Shih. Zusammen mit Wissenschaftlern der RMIT University in Melbourne entwickelte das Team Algorithmen der Künstlichen Intelligenz, die bei der Entscheidung helfen, welche Moleküluntereinheiten in welcher Zahl für einen bestimmte Farbe nötig sind.

Zu möglichen Anwendungen für die Fluoreszenzfarben gehören UV-​aktivierbare Sicherheitstinten für Geldscheine, Zertifikate, Pässe oder zur Verschlüsselung von Information. Mit der Methode lassen sich auch Tinten herstellen, die deren Farbe nach längerer UV-​Bestrahlung ändert. In ihrer neuen Arbeit, welche die Wissenschafter:innen in der Fachzeitschrift Chem veröffentlichten, zeigten sie das am Beispiel zweier anfänglich rot fluoreszierender Farben, von denen die eine nach mehrminütiger UV-​Bestrahlung blau leuchtet, die andere rot bleibt. Diese Eigenschaft kann ebenfalls für Sicherheitsmerkmale verwendet werden.

Weitere Anwendungen für die neuen Fluoreszenzfarben sind in Solarkraftwerken, oder man könnte sie dereinst mit halbleitenden Molekülen kombinieren um damit kostengünstige organische Leuchtdioden (OLED) für Bildschirme herzustellen.

Originalpublikation:

Ye S, Meftahi N, Lyskov I, Tian T, Kumar S, Christofferson AJ, Winkler DA, Shih CJ, Russo S, Leroux JC, Bao Y: Machine Learning-​Assisted Exploration of a Versatile Polymer Platform with Charge Transfer-​Dependent Full-​Color Emission, Chem, 2. Januar 2023. doi: 10.1016/j.chempr.2022.12.003 [https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.12.003]

Weitere Informationen:

https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2023/01/ganze-farbpale…