Hoffnung auf neue Wege im Recycling

Lichtgesteuertes Molekül dirigiert chemische Reaktionen

Wissenschaftler haben ein Molekül entdeckt, das mit Hilfe von Licht gezielt chemische Reaktionen antreiben oder umkehren kann. Hier könnten sich Möglichkeiten für das Recycling eröffnen.

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-Universität zu Berlin (HU) ein Molekül, das mit Hilfe von verschiedenfarbigem Licht gezielt chemische Reaktionen antreiben oder umkehren kann. Das Molekül ist so in der Lage, bestimmte Verknüpfungen auf molekularer Ebene je nach Bedarf entweder herzustellen oder aufzubrechen, selbst wenn diese besonders stark sind. Die Entdeckung öffnet neue Wege im Recycling und in der Entwicklung nachhaltiger Materialien.

Mit Hilfe eines lichtgesteuerten Moleküls und der geeigneten Lichtsequenz lässt sich die Verknüpfung mit einem molekularen Baustein entweder herstellen (UV und rotes Licht; 1. nach 4.) oder brechen (UV und blaues Licht; 4. nach 1.). © Michael Kathan / HU

Die lichtgetriebene Wiedergewinnung von individuellen Molekülbausteinen hat großes Potenzial, die Wiederverwertung bisher nicht recycelbarer Kunststoffe zu ermöglichen, ohne dabei einen Kompromiss in Farbe, Form oder Qualität eingehen zu müssen. „Die Funktionsweise unseres Systems ist dem von Selbstbau-Möbeln sehr ähnlich“, erläutern die beiden Erstautoren der Publikation Michael Kathan und Fabian Eisenreich. „Wir können jetzt bestimmte Strukturen auf molekularer Ebene ohne Verschleiß immer wieder auf- bzw. abbauen. Als Werkzeug benutzen wir jedoch nicht Hammer und Schraubenzieher, sondern rote und blaue Leuchtdioden, mit denen wir unsere Moleküle steuern können.“

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Publikation
Michael Kathan, Fabian Eisenreich, Christoph Jurissek, Andre Dallmann, Johannes Gurke und Stefan Hecht: Light-driven molecular trap enables bidirectional manipulation of dynamic covalent systems; Nature Chemistry (2018), www.nature.com/articles/s41557-018-0106-8, DOI: 10.1038/s41557-018-0106-8

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