NanoVidere - Photochrome Schichten für die Nanoskopie

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504588119

Auf der Basis von erfolgreichen Vorarbeiten soll ein neues Mikroskopieverfahren entwickelt werden, das auf dem Prinzip der hochauflösenden Fernfeld-Fluoreszenzmikroskopie wie der Stimulated-Emission-Depletion-(STED)-Mikroskopie beruht, um Oberflächen optisch mit nanoskaliger Auflösung zu untersuchen. Die Auflösungssteigerung soll durch photochrome Schichten (Absorbance Modulation Layers; AML) auf den Proben erzielt werden, die durch einen Aktivierungslaser für einen Messlaser einer anderen Wellenlänge intransparent geschaltet werden können. Mittels einer ringförmigen Mode (“Doughnut”) des Aktivierungslasers wird zu diesem Zweck eine Blende für den untersuchenden Messlaserstrahl erzeugt, der Signale nur durch den weiterhin transparenten kleinen Fleck im Inneren des Rings detektieren können wird. Die von der AML-Gruppe des Projektes (Institute für Organische Chemie und Physikalische Chemie der TU Clausthal sowie Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie, Abteilung NanoBiophotonik) zu entwickelnde Schicht soll 1,2-Bis(thienyl)ethene als photochrome Verbindungen enthalten, die in ein Polymer oder eine organische Matrix eingebettet sind, und die mittels Laserstrahlung bei verschiedenen Wellenlängen transparent bzw. intransparent geschaltet werden können. Keines der bisher bekannten 1,2-Bis(thienyl)ethane genügt den Anforderungen an Photochrome für die Nanoskopie. Neue Photochrome werden deshalb im Rahmen des Projekts konzipiert, synthetisiert und im Wechselspiel mit den Projektpartnern evaluiert. Geeignete Photochrome in Bezug auf Cyclenfestigkeit, Schaltwellenlängen, Quanteneffizienz des Hin- und Rückschaltprozesses, Transparenz, Kristallisationsresistenz und Photoschaltbarkeit in der Matrix werden für die Verarbeitung und Anwendung den Projektpartnern zur Verfügung gestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Jörg Adams; Dr. Vladimir Belov; Professor Stefan W. Hell