Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Die Sonne anzapfen

Mit Hilfe dünner Plastikfilme ist es Chemikern gelungen, Sonnenenergie effizienter zu nutzen

07.07.2016

Dr. David Bléger

Direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Bewegung durch Organisation lichtempfindlicher Moleküle

Ein Team von Forschern der Humboldt-Universität zu Berlin und der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat dünne Plastikfilme entwickelt, die sich kontinuierlich im Sonnenlicht bewegen. Derartige Materialien, die die Energie des Sonnenlichtes direkt in Bewegung umwandeln können, sind vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung von solar getriebenen aktiven Oberflächen, wie z.B. in selbstreinigenden Fenstern.

Um die Energie der Sonne zu nutzen, sind in den vergangenen Jahren zunehmend alternative Strategien entwickelt worden, um die Probleme mit der Speicherung der Sonnenenergie zu umgehen und diese direkt in mechanische Arbeit umzuwandeln. Ein vielversprechender Ansatz dazu sind lichtgetriebene molekulare Systeme und Maschinen. Jedoch ist das Sammeln und Verstärken der Reaktionen der einzelnen Moleküle, bis hin zu messbarer mechanischer Arbeit nach wie vor eine große Herausforderung. Auch wird hierzu bislang intensive, energiereiche UV-Strahlung benötigt, was derartige Systeme im Zusammenhang mit der Nutzung von größtenteils sichtbarem Sonnenlicht eher ungeeignet erscheinen lässt.

Intensität und Wellenlänge des Lichts entscheidend

Nun haben sich deutsche und niederländische Chemiker zusammengetan und von Ihnen entwickelte Tetrafluorazobenzolfarbstoffe, die in grünem bzw. blauem Licht effizient ihre Form ändern, in Flüssigkristallen angeordnet. Letztere wurden dann durch eine Polymerisation in dünnen Plastikfolien fixiert, die sich im Sonnenlicht biegen und chaotisch hin und her schwingen. Durch Variation wichtiger Systemparameter fanden die Forscher heraus, dass die Auslenkung der Plastikfilme sowohl von der Intensität als auch von der Wellenlänge des Lichts abhängt und nur im Falle gleichzeitiger Bestrahlung mit beiden Farben, d.h. grün und blau, eintritt. Im Ergebnis kann makroskopische Bewegung durch “einfaches” Sonnenlicht, d.h. ohne künstliche Lichtquellen, erzeugt werden.

Die Autoren prognostizieren alltagstaugliche praktische Anwendungen, wie selbstreinigende Oberflächen, z.B. in Fenstern. Darüber hinaus sind die Ergebnisse für die Entwicklung von autonomen, sonnenlichtgetriebenen Nano- und Mikromaschinen von Bedeutung.

Originalveröffentlichung:

Kamlesh Kumar, Christopher Knie, David Bléger, Mark A. Peletier, Heiner Friedrich, Stefan Hecht, Dirk J. Broer, Michael G. Debije und Albertus P. H. J. Schenning; “A chaotic self-oscillating sunlight-driven polymer”; Nature Communications; 2016

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Humboldt Universität Berlin
  • Technische Universi…
  • Energieeffizienz
  • Tetrafluorazobenzol
Mehr über Humboldt Universität Berlin
  • News

    Lichtgesteuerte Moleküle: Forscher öffnen neue Wege im Recycling

    Robuste Kunststoffe bestehen aus molekularen Bausteinen, die durch widerstandsfähige chemische Verbindungen zusammengehalten werden. Da diese sich kaum wieder voneinander lösen lassen, ist das Recycling solcher Stoffe quasi unmöglich. Jetzt entwickelte ein Forscherteam der Humboldt-Universi ... mehr

    Photokatalysatorsystem für die Kunststoffherstellung

    Ein Berliner Forscherteam hat ein neues Katalysatorsystem entwickelt, welches die Regulierung mehrerer Polymerisationsprozesse zur Herstellung von bioabbaubaren Kunststoffen durch Bestrahlung mit Licht verschiedener Farben ermöglicht. Die Eigenschaften eines Kunststoffes sind stark von Fakt ... mehr

    Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet

    An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultra-kalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quanten-optische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen d ... mehr

  • Universitäten

    Humboldt-Universität zu Berlin

    Die Humboldt-Universität verkörpert mit ihrer Fächervielfalt in den Geistes-, Sozial- und Kulturwissenschaften, der Mathematik und den Naturwissenschaften, der Humanmedizin sowie den Agrarwissenschaften die universitas litterarum im Zentrum der deutschen Hauptstadt. Vor 200 Jahren als Refo ... mehr

  • q&more Artikel

    Lichtregulierte Herstellung von bioabbaubarem Plastik

    Licht ist ein leistungsfähiges Werkzeug, um eine große Vielfalt von chemischen Prozessen zu kontrollieren. Der Einsatz von spezifischen, photochromen Molekülen erlaubt Chemikern, Reaktionen reversibel und mit einer hohen räumlichen sowie zeitlichen Auflösung durchzuführen. mehr

    Alzheimer: die Suche nach einem Ausweg

    Obwohl die Krankheit Alzheimer bereits vor mehr als 100 Jahren entdeckt wurde, sind die essenziellen Ereignisse, die den Verlauf der Krankheit maßgeblich beeinflussen, weitest­gehend unbekannt. Seit einiger Zeit rückt nun das Tau-Protein, eine schon länger bekannte Komponente von Ablagerung ... mehr

  • Autoren

    Michael Kathan

    Michael Kathan, Jg. 1988, studierte Chemie an der Freien Universität Berlin und ETH Zürich, wo er sich mit Fluorchemie und gespannten Aromaten beschäftigte. Nach seinem Masterabschluss an der Freien Universität Berlin begann er seine Doktorarbeit 2015 in der Arbeitsgruppe von Prof. Stefan H ... mehr

    Fabian Eisenreich

    Fabian Eisenreich, Jg. 1988, studierte Chemie an der Humboldt-Universität zu Berlin, fertigte dort sowohl seine Bachelor- als auch Masterarbeit in der Arbeitsgruppe von Prof. Stefan Hecht an und wurde während des Studiums durch das Deutschlandstipendium unterstützt. Im Dezember 2014 begann ... mehr

    Prof. Dr. Stefan Hecht

    Stefan Hecht, Jg. 1974, studierte Chemie an der Humboldt-Universität zu Berlin und der University of California, Berkeley, USA, wo er 2001 bei Prof. Jean M. J. Fréchet im Bereich der makromolekularen organischen Chemie promovierte. Nach Etappen als Nachwuchsgruppenleiter an der Freien Unive ... mehr

Mehr über TU Eindhoven
Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.