Absol­ven­tin der Uni­ver­si­tät Bay­reuth erhält Baye­ri­schen Kulturpreis

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Licht­emit­tie­ren­de Mole­kü­le als Sen­so­ren der Zukunft

Dr. Han­nah Kurz, Absol­ven­tin der Uni­ver­si­tät Bay­reuth, ist von der Bay­ern­werk AG mit dem Baye­ri­schen Kul­tur­preis in der Spar­te Wis­sen­schaft aus­ge­zeich­net wor­den. Im Rah­men einer fei­er­li­chen Abend­ver­an­stal­tung des Bay­ern­werks am 10. Novem­ber 2022 nahm sie den Preis in den Eis­bach Stu­di­os Mün­chen ent­ge­gen. Die Che­mi­ke­rin, die heu­te als Sti­pen­dia­tin der Alex­an­der-von-Hum­boldt-Stif­tung an der Uni­ver­si­tät Cam­bridge in Groß­bri­tan­ni­en forscht, wur­de für ihre Dok­tor­ar­beit zu licht­emit­tie­ren­den Sen­sor­ma­te­ria­li­en geehrt. Die­se Arbeit wur­de an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth in der Arbeits­grup­pe von Prof. Dr. Bir­git Weber (Anor­ga­ni­sche Che­mie IV) angefertigt.

Dr. Hannah Kurz an der University of Cambridge. © privat

Dr. Han­nah Kurz an der Uni­ver­si­ty of Cam­bridge. © privat

Dr. Han­nah Kurz prä­sen­tiert in ihrer Dok­tor­ar­beit grund­le­gen­de Erkennt­nis­se zur Pho­to­lu­mi­nes­zenz von Mole­kü­len. Der Begriff „Pho­to­lu­mi­nes­zenz“ beschreibt Pro­zes­se, bei denen ein phy­si­ka­li­sches System von außen durch Licht­ener­gie in einen ange­reg­ten Zustand ver­setzt wird und anschlie­ßend wie­der in den Grund­zu­stand zurück­kehrt. Ent­schei­dend ist dabei, dass bei die­ser Rück­kehr in den Aus­gangs­zu­stand Pho­to­nen (Licht­teil­chen) aus­ge­sen­det wer­den. Mate­ria­li­en, die in kur­zer Zeit beson­ders viel Licht­ener­gie auf­neh­men und emit­tie­ren kön­nen, hei­ßen pho­to­lu­mi­nes­zen­te Mate­ria­li­en. Sie kön­nen in vie­len Berei­chen ein­ge­setzt wer­den, bei­spiels­wei­se als Kata­ly­sa­to­ren, als Emit­ter­stof­fe in orga­ni­schen Leucht­di­oden (OLEDs) oder als Sensoren.

Pho­to­lu­mi­nes­zen­te Mate­ria­li­en ent­hal­ten heu­te in fast allen Fäl­len Über­gangs­me­tal­le wie Pla­tin, Iri­di­um oder Ruthe­ni­um. Die­se kom­men auf der Erde aber rela­tiv sel­ten vor und sind des­halb ent­spre­chend teu­er. Um das Son­nen­licht und ande­re Licht­quel­len künf­tig ver­stärkt als Ener­gie­res­sour­ce für sen­so­ri­sche Anwen­dun­gen nut­zen zu kön­nen, wäre es daher vor­teil­haft, die sel­te­nen Metal­le durch häu­fig vor­kom­men­de Metal­le wie Eisen, Nickel, oder Zink erset­zen zu kön­nen. Hier aber stellt sich das Pro­blem, dass es in sehr vie­len Fäl­len nicht zu einer Emis­si­on von Licht­ener­gie kommt, wie sie von pho­to­lu­mi­nes­zen­ten Mate­ria­li­en ver­langt wird. Bei die­ser Her­aus­for­de­rung setzt die preis­ge­krön­te Dok­tor­ar­beit an. Dr. Han­nah Kurz hat Nickel- und Zink­kom­ple­xe dar­auf­hin unter­sucht, wie sie so gestal­tet wer­den kön­nen, dass sie sich als pho­to­lu­mi­nes­zen­te Sen­sor­ma­te­ria­li­en eig­nen. „Pho­to­lu­mi­nes­zen­te Mate­ria­li­en bie­ten her­aus­ra­gen­de Mög­lich­kei­ten für sen­so­ri­sche Anwen­dun­gen, da Emis­si­on sehr ein­fach und mit hoher Genau­ig­keit detek­tier­bar ist“, sagt die Preis­trä­ge­rin Dr. Han­nah Kurz. Es ist ihr gelun­gen, drei Syste­me zu ent­wickeln, bei denen die Licht­sen­si­ti­vi­tät mit Pho­to­lu­mi­nes­zenz gekop­pelt ist. Die pho­to­phy­si­ka­li­schen und pho­to­che­mi­schen Pro­zes­se, die in die­sen Syste­men ablau­fen, hat sie mit unter­schied­li­chen Mess­tech­ni­ken und in Koope­ra­ti­on mit Dr. Gerald Hör­ner und Dr. Gio­van­ni Li Man­ni durch theo­re­ti­sche Rech­nun­gen ana­ly­siert, sodass ihre For­schungs­ar­bei­ten das wis­sen­schaft­li­che Ver­ständ­nis pho­to­lu­mi­nes­zen­ter Sen­sor­ma­te­ria­li­en wesent­lich vor­an­ge­bracht haben.

„Die­se Stu­di­en wären nicht mög­lich gewe­sen ohne die Koope­ra­ti­on mit exzel­len­ten Arbeits­grup­pen inner­halb und außer­halb der Uni­ver­si­tät Bay­reuth“, sagt die Bay­reu­ther Preis­trä­ge­rin und ver­weist dabei auf die Zusam­men­ar­beit mit Prof. Dr. Anna Köh­ler (Expe­ri­men­tal­phy­sik), Prof. Dr. Andre­as Grei­ner (Makro­mo­le­ku­la­re Che­mie) und Prof. Dr. Roland Mar­schall (Phy­si­ka­li­sche Che­mie) an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth sowie mit Prof. Dr. Dirk Gul­di an der FAU Erlan­gen-Nürn­berg und Dr. Gio­van­ni Li Man­ni am Max-Planck-Insti­tut für Fest­kör­per­for­schung in Stutt­gart. Auf­grund ihrer her­aus­ra­gen­den For­schungs­lei­stun­gen erhielt Dr. Han­nah Kurz ein Feo­dor Lynen-For­schungs­sti­pen­di­um der Alex­an­der-von-Hum­boldt-Stif­tung. Seit Sep­tem­ber 2022 arbei­tet sie als Post­doc in der Arbeits­grup­pe von Prof. Dr. Jona­than Nit­sch­ke am Yus­uf Hamied Depart­ment of Che­mi­s­try der Uni­ver­si­ty of Cambridge.


Zur Preis­ver­lei­hung:

Die Bay­ern­werk AG, die 2022 ihr 100-jäh­ri­ges Jubi­lä­um fei­ert, hat in die­sem Jahr ins­ge­samt 33 Absolvent*innen und Doktorand*innen baye­ri­scher Hoch­schu­len und Uni­ver­si­tä­ten mit einem Kul­tur­preis in der Spar­te Wis­sen­schaft geehrt. Die Prei­se sind jeweils mit 2.000 Euro dotiert. Alle Preisträger*innen erhiel­ten bei der fei­er­li­chen Preis­ver­lei­hung am 10. Novem­ber die von dem Schwan­dor­fer Bild­hau­er Peter May­er geform­te Bron­ze­sta­tue „Gedan­ken­blitz“.

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