GRK 2991:  Photolumineszenz in supramolekularen Matrices

• Fachliche Zuordnung: Molekülchemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517122340

Die Photolumineszenz von organischen Molekülen wird in zahlreichen Anwendungen genutzt, welche von der Bildgebung in der Medizin über die Sensorik in der analytischen Chemie bis zu lichtemittierenden Displays in der Physik reichen. Der klassische Ansatz von Chemikern zur Realisierung dieser Anwendungen besteht in der Optimierung einzelner Luminophore, die Emissionswellenlängen vom Ultravioletten bis ins nahe Infrarot (NIR) aufweisen. Demgegenüber stehen Entdeckungen der letzten Jahrzehnte, wie das grün fluoreszierende Protein (GFP) und fluorogene RNA-Aptamere, sowie zahlreiche Beispiele von Aggregations-induzierter Emission und Festkörperphosphoreszenz, die alle auf den enormen Einfluss der Umgebung auf die Lumineszenz-Eigenschaften hinweisen und gleichzeitig auf das bisher verborgene Potential der supramolekularen Matrix für ein verbessertes Emitter-Design aufmerksam machen. Das internationale Graduiertenkolleg (IRTG) am Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram (IISER TVM) und der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg setzt sich zum Ziel, durch Design, Synthese und strukturelle sowie spektroskopische Charakterisierung maßgeschneiderte supramolekulare Molekülverbände bestehend aus Luminophoren und der sie umgebenden Matrix zu erschaffen. Durch das Studium molekularer Luminophore in definierten Wirt-Gast Komplexen oder eingebettet in DNA- und RNA-Aptamere, Micellen, Polymere, Flüssigkristalle oder Co-kristalle werden die funktionsbestimmenden supramolekularen Wechselwirkungen enthüllt und eine neue Generation von verbesserten Lumineszenzmaterialien mit intensiver Emission bis ins NIR und maßgeschneiderten Lebenszeiten von Nanosekunden (Fluoreszenz) bis zu Stunden (Phosphoreszenz) realisiert. Um die mit der Charakterisierung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen verbundenen Herausforderungen in großen biomolekularen und supramolekularen Ensembles zu meistern, werden zwanzig Wissenschaftler an der JMU und am IISER TVM ihre Expertise zu Luminophor- und Matrix-Materialklassen sowie den physikalischen und theoretischen Methoden einbringen, derer es für die Charakterisierung struktureller und funktionaler Eigenschaften bedarf. Das Forscherteam ist gut ausgewogen zwischen jungen und erfahrenen Wissenschaftlern, die sich hoch motiviert der Aufgabe zuwenden, in einem integrierten und interdisziplinären Ansatz neue Erkenntnisse über molekulare Lumineszenzmaterialien zu gewinnen. Das IRTG-Programm wird eine hervorragende Graduiertenausbildung anbieten, welche verpflichtende mindestens sechsmonatige Aufenthalte an der Partnerinstitution und die Möglichkeit zum Erwerb eines binationalen JMU-IISER TVM Doktorgrades beinhaltet. Weitere Ausbildungselemente bestehen aus virtuellen Klassenzimmern und Web-Konferenzen, gemeinsamen Workshops und der Vermittlung von Schlüsselqualifikationen.

• DFG-Verfahren: Internationale Graduiertenkollegs
• Internationaler Bezug: Indien
• Antragstellende Institution: Julius-Maximilians-Universität Würzburg
• IGK-Partnerinstitution: Indian Institute of Science Education and Research (IISER), Thiruvananthapuram
• Sprecher: Professor Dr. Frank Würthner
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr. Tobias Brixner; Professor Dr. Ingo Fischer; Professorin Dr. Claudia Höbartner; Professor Dr. Christoph Lambert; Professor Dr. Matthias Lehmann; Professor Dr. Roland Mitric; Professorin Dr. Agnieszka Nowak-Król; Professorin Dr. Ann-Christin Pöppler; Dr. Princekumar Ravat; Dr. Merle Röhr; Professor Dr. Markus Sauer
• Sprecher (IGK-Partner): Professor Dr. Mahesh Hariharan