Der Transregio-SFB CATALIGHT adressiert grundlegende Herausforderungen in der Entwicklung photokatalytisch aktiver Materialien für die Nutzung von Sonnenenergie. Inspiriert durch die Struktur- und Funktionsprinzipien der natürlichen Photosynthese in grünen Pflanzen untersucht CATALIGHT die Einbettung molekularer Photokatalysatoren in funktionelle, hierarchisch strukturierte weiche Materialien und liefert fundamentale Einblicke in die Reaktivität dieser Systeme. Hierfür entwickelt CATALIGHT generelle Synthesestrategien, um die Reaktivität molekularer Lichtabsorber und Katalysatoren zu steuern. Komplementäre Syntheserouten hin zu funktionellen Polymermatrizen werden entwickelt, um die ortsspezifische Einbettung molekularer Komponenten zu realisieren und somit synergistische Reaktivitäts- und Stabilitätskontrolle durch Modulierung der Molekül-Matrix-Wechselwirkung zu ermöglichen. Experimentelle und theoretische Studien über einen weiten Zeit- und Längenbereich hinweg werden genutzt, um Einblick in die photochemische Reaktivität zu erhalten und um physikalisch-chemische Effekte der Matrixintegration zu verstehen. Dies wird zu neuartigen Materialeigenschaften führen und uns Zugang zu Systemen geben, die z.B. ihre photokatalytische Aktivität regulieren können oder neuartige Reparaturmechanismen auf Molekül- oder Materialebene erlauben. CATALIGHT wird zu einem Paradigmenwechsel führen, indem er eine Brücke zwischen Molekül-basierter Reaktivität und der Integration molekularer Komponenten in weiche Materie baut. Grundlegend neue, erkenntnisgetriebene Materialentwicklungs-Konzepte für lichtgetriebene, produktive Chemie werden so möglich und eröffnen neue Forschungsfelder für die Chemie, Biologie und Materialwissenschaften. IPHT: Das Projekt entwickelt 2D-Korrelationsspektroskopie-Methoden unter Vewendung einer Reihe spektroskopischer Methoden und unterschiedlicher externer Stimuli. So werden mechanistische Details photokatalytischer Prozesse wie die Bildung katalytisch aktiver Spezies, katalytisch aktive Intermediate sowie Katalysator-Zersetzungsprozesse durch in situ Messungen in miniaturisierten Meßzellen durch kontinuierliche molekulare Spektroskopie untersucht. Das Projekt liefert also in operando Informationen der Reaktivität, Stabilität und Degradation molekularer Photokatalysatoren.

Das Vorhaben wird von der DFG-Sachbeihilfe unter der Nummer TRR 234 gefördert und durch den Projektträger DFG-CRC-SFB kofinanziert. 

Weitere Informationen