Können Sie sich einen millionsten Teil eines Millimeters vorstellen? Forscher/-innen der JKU finden einen neuen Weg zur Herstellung derartiger Nanopartikel, die eine vielfältige Anwendung in der Bioelektronik ermöglichen sollen.
Oft sind es die kleinen Dinge im Leben, die wirklich zählen. Für die Forscher/-innen der Johannes Kepler Universität Linz geht es um die richtig kleinen. Ihnen ist es gelungen, kontrolliert Nanopartikel zwischen 4 und 7 Nanometern herzustellen. Zur Veranschaulichung: 1 Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters.
Nahezu 100 % Licht emittierend
Selbst Viren sind im Vergleich zu diesen Nanpartikeln riesig (ca. 30-50 Nanometer). Aber nicht nur die Größenordnung ist erstaunlich: Die an der JKU hergestellten Metallhalogenid-Perovskit-Nanopartikel können durch die neuen Methoden nicht nur bezüglich der Größe exakt gesteuert werden, sondern auch hinsichtlich der Photolumineszenz-Quantenausbeute. Einfacher gesagt: Die Partikel emittieren Licht, und das zu fast 100 Prozent. Darauf ist Dr.in Yolanda Salinas (Assistenzprofessorin im Team von Prof. Brüggemann, Institut für Polymerchemie der JKU) besonders stolz: “Wir glauben, dass diese nanostrukturierten Perovskite etwas ganz Besonderes sind: Es ist sehr bemerkenswert, nahezu 100 % lichtemittierende Materialien in festem Zustand erreicht zu haben“. Ihre Bearbeitungs- und Herstellungsmethode ist nicht nur extrem einfach, sondern auch kostengünstig, da sie nur laborübliche Ausrüstung, konventionelle Chemikalien und milde Temperaturen benötigt.
Anwendung in Elektronik
Metallhalogenid-Perovskit-Nanopartikel gewinnen aufgrund ihrer Anwendbarkeit in Leuchtdioden (LEDs), Lasern und Photodetektoren zunehmend an Bedeutung. Künftig können sie aber auch für die Entwicklung neuer optoelektronischer Bauelemente (z.B. Sensoren oder Schaltungen) bedeutsam werden. Darüber hinaus kann die Oberfläche dieser Nanopartikel mit natürlichen oder synthetischen biologischen Molekülen, wie Proteinen oder Peptiden, dekoriert werden, wodurch ihre außergewöhnlichen Eigenschaften im Bereich der Biosensoren erweitert werden. Beispielsweise kann künstliche Peptid-Nukleinsäure, die von JKU Forscher*innen hergestellt wird, zur Stabilisierung der Nanopartikel verwendet werden, wodurch zusätzliche Sensorfähigkeiten zum Nachweis eines ganzen Spektrums von Nukleinsäuren, einschließlich DNA-Sequenzen, hinzugefügt werden können. „Ganz allgemein erlaubt unser Ansatz die Herstellung einer sehr dünnen Schicht aus Nanopartikeln. Das öffnet den Weg zu einer neuen Generation der Bioelektronik“, erklärt Dr.in Salinas.
Die Forschungsarbeit von Dr.in Salinas wurde von Gastdoktorandin Anna J. Prochazkova (Brno University of Technology, Tschechische Republik) sowie Prof. Sariciftci und Prof. Scharber vom JKU Institut für Organische Solarzellen (LIOS) unterstützt und im September in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
(GZ)
Quelle: JKU Linz
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