Labor für Organische Chemie
Im Zentrum der Forschung des Labors für Organische Chemie steht die Synthese funktioneller Materialien mit klarem Anwendungsbezug. Auf molekularer Ebene betrachtet, spielen beim maßgeschneiderten Design und der Synthese der Zielverbindungen sowohl die elektronischen Eigenschaften als auch die Wechselwirkungen der Moleküle untereinander (supramolekulare Chemie) eine wesentliche Rolle. Die aktuellen Hauptanwendungsgebiete für die Synthese funktioneller Bausteine liegen bei
• Chemischen Sensoren
• Farbstoffsolarzellen und organischen Solarzellen
• Thermoelektrik
Daneben soll in Zukunft die Synthese biokompatibler (nano-)poröser Materialien für biomedizinische Anwendungen in Kooperationen mit dem BioMedTec(HIC) Wissenschaftscampus, z.B. für Biosensoren, Drug Delivery oder Wundversorgung, ausgebaut werden.
Das Labor für Organische Chemie ist Mitglied in den folgenden Fachgruppen bzw. Kompetenzzentren der THL:
• Materialien für Speicher- und Regenerative Energiesysteme
• Photovoltaik
• Centrum Industrielle Biotechnologie (CIB)
Aktuell laufende drittmittel-finanzierte Forschungsprojekte
MethSens – Entwicklung eines in situ Methansensors für den aquatischen Bereich basierend auf chemischer Komplexierung mit Cryptophan und optischer Messung des Brechungsindexes an einer Oberfläche; gefördert durch das BMWi (Projektträger: AiF)
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen Methansensors für aquatische Bereiche. Damit könnte das klimarelevante Methangas in der wachsenden Offshore Gasindustrie als auch bei der Fracking-Methode, in der Abwasserwirtschaft (Faultürme) und in der Klimaforschung hochauflösender gemessen werden. Die Technologie dieser Sensoren basiert auf der optischen Eigenschaft der Oberflächenplasmonenresonanz. Dabei wird Licht so durch ein Prisma gelenkt, dass bei einem bestimmten Winkel Oberflächenplasmonen an der metallbeschichteten Prismarückseite angeregt werden. Dadurch wird weniger Licht reflektiert. Der Winkel, bei dem das Lichtenergieminimum auftritt, wird durch die Beschichtung beeinflusst. Wenn ein Polymer mit Cryptophan A Molekülen auf der Metallbeschichtung aufgebracht wird, ändert sich der Brechungsindex der Grenzschicht in Abhängigkeit der Methankonzentration.
Projektpartner:
Sea & Sun Technology GmbH, Trappenkamp
Bremer Institut für angewandte Strahltechnik GmbH (BIAS), Bremen
SolarAlgen – Funktionalisierte Farbstoffe aus Mikroalgen für Solarzellen; gefördert durch die EKSH (HWT Energie und Klimaschutz)
Im Rahmen dieses Vorhabens soll gezeigt werden, dass für die Fertigung effizienter Farbstoffsolarzellen besonders natürlich vorkommende Tetrapyrrol-Farbstoffe geeignet sind, da sie die funktionellen Bausteine des natürlichen Photosynthesesystems von Pflanzen und (Mikro-)Algen darstellen. Insbesondere lineare Tetrapyrrol-Farbstoffe, die vor allem in Mikroalgen gebildet werden, wurden in Farbstoffsolarzellen bisher praktisch nicht untersucht. Hier sind also noch grundlegende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu leisten, um derartige Farbstoffe und die entsprechende Zelltechnologie in der Art bereitzustellen, dass die Solarzellen stabil und effizient arbeiten.
Projektpartner:
Sea & Sun Technology GmbH, Trappenkamp
THL, Labor für Regenerative Energien, Nanotechnologie und Photonik (Prof. Dr. N. Buczek)
Publikationen
H. Bi, C.-A. Palma, Y. Gong, K. Stallhofer, M. Nuber, C. Jing, F. Meggendorfer, S. Wen, C. Y. Yam, R. Kienberger, M. Elbing, M. Mayor, H. Iglev, J. V. Barth, J. Reichert; “Electron–Phonon Coupling in Current-Driven Single-Molecule Junctions”, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3384 – 3391
H. Bi, C.-A. Palma, Y. Gong, P. Hasch, M. Elbing, M. Mayor, J. Reichert, J. V. Barth; “Voltage-Driven Conformational Switching with Distinct Raman Signature in a Single-Molecule Junction”, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4835 – 4840
C. V. Hoven, H. Wang, M. Elbing, L. Garner, D. Winkelhaus, G. C. Bazan; “Chemically fixed p–n heterojunctions for polymer electronics by means of covalent B–F bond formation” Nature Mat. 2010, 9, 249 – 252
D. Vonlanthen, A. Mishchenko, M. Elbing, M. Neuburger, T. Wandlowski, M. Mayor; “Chemically controlled conductivity: Torsion angle dependence in a single-molecule biphenyldithiol junction” Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8886 – 8890; Angew. Chem. 2009, 121, 9048 – 9052
M. Elbing, A. Garcia, S. Urban, T.–Q. Nguyen, G. C. Bazan; “In situ conjugated polyelectrolyte formation” Macromolecules 2008, 41, 9146 – 9155
N. S. Cho, S. Cho, M. Elbing, J. K. Lee, R. Yang, J. H. Seo, K. Lee, G. C. Bazan, A. J. Heeger; ”Organic thin–film transistors based on α,ω–dihexyldithienyl–dihydrophenanthrene” Chem. Mater. 2008, 20, 6289 – 6291
N. S. Cho, S. K. Lee, J. H. Seo, M. Elbing, J. D. Azoulay, J. Park, S. Cho, A. J. Heeger, G. C. Bazan; “α,ω–Dihexylthienoselenophene derivatives: a new class of high–performance semiconductors for organic thin–film transistors” J. Mater. Chem. 2008, 18, 4909 – 4911
M. Elbing, A. Blaszczyk, C. von Hänisch, M. Mayor, V. Ferri, C. Grave, M. A. Rampi, G. Pace, P. Samorì, A. Shaporenko, M. Zharnikov; “Single component self–assembled monolayers of aromatic azo–biphenyl: Influence of the packing tightness on the SAM structure and light induced molecular movements” Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2972 – 2983
V. Ferri, M. Elbing, G. Pace, M. D. Dickey, M. Zharnikov, P. Samorì, M. Mayor, M. A. Rampi; “Light–powered electrical switch based on cargo–lifting azobenzene monolayers” Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3407 – 3409; Angew. Chem. 2008, 120, 3455 – 3457
M. Elbing, G. C. Bazan; “A new design strategy for organic optoelectronic materials via lateral boryl substitution” Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 834 – 838; Angew. Chem. 2008, 120, 846 – 850
G. Pace, V. Ferri, C. Grave, M. Elbing, M. Zharnikov, M. Mayor, M. A. Rampi, P. Samorì; “Cooperative light–induced molecular movements of highly ordered azobenzene self–assembled monolayers” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 9937 – 9942
M. Elbing, R. Ochs, M. Koentopp, M. Fischer, C. von Hänisch, F. Weigend, F. Evers, H. B. Weber, M. Mayor; “A single–molecule diode” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 8815 – 8820
M. Mayor, H. B. Weber, J. Reichert, M. Elbing, C. von Hänisch, D. Beckmann, M. Fischer; “Electric current through a molecular rod – Relevance of the position of the anchor groups” Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 5834 – 5838; Angew. Chem. 2003, 115, 6014 – 6018
Patente
M. Elbing, J. Klassen, S. Zarbakhsh (BASF SE) „Polyol components and use thereof for the production of rigid polyurethane foams“ 2018, WO 2018/177941 A1 (EP 3 601 397 B1)
C. Rolfsen, M. Grever, J.-D. Eslava, M. Elbing (BASF SE) „HFO containing PU formulation“ 2018, WO 2018/141716 A1
S. Koch, M. Gatti, M. Elbing, C. König, J. Klassen (BASF SE) „Polyether ester and use thereof for the production of polyurethane rigid foam materials“ 2017, WO 2017/072152 A1 (EP 3 368 584 B1)
M. Fricke, N. Mohmeyer, J. Krogmann, M. Elbing, J. Boos, J. Klassen (BASF SE) „Sandwich structure including a VIP and method for producing the same“ 2017, WO 2017/067805 A1 (EP 3 365 507 B1)
C. Giesker, M. Elbing, J. Krogmann, P. Lax (BASF SE) „Method for producing a rigid polyurethane foam“ 2016, WO 2016/202912 A1
W. Lölsberg, M. Fricke, M. Elbing, D. Weinrich (BASF SE); “Process for preparing a porous inorganic powder” 2016, WO 2016/079040 A1 (EP 3 221 041 B1)
N. Mohmeyer, M. Elbing, B. Fricke (BASF SE); “Insulating assembly for a storage vessel and process for its preparation” 2015, WO 2015/117801 A1
M. Schütte, M. Elbing, J. Klassen, F. Fechner, W. Wiegmann, M. Klostermann, J. Venzmer, C. Eilbracht, M. Glos, C. Schiller (BASF SE, EVONIK AG); “Composition that is suitable for producing polyurethane foams and that contains at least one nucleating agent” 2015, WO 2015/091801 A1 (EP 3 083 785 B1)
A. Cristadoro, R. Pietruschka, M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Porous branched/highly branched polyimides” 2014, WO 2014/095436 A1 (EP 2 931 772 B1)
M. Fricke, M. Elbing, N. Mohmeyer (BASF SE); “Method for producing profiled elements” 2014, WO 2014/068105 A1 (EP 2 914 795 B1)
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Method for producing porous materials on the basis of isocyanate”, 2014, WO 2014/048778 A1 (EP 2 900 715 B1)
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Method for producing flame-proofed porous polyurea-based materials” 2012, WO 2012/126742 A1
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Method for producing powdery porous material” 2012, WO 2012/113759 A1
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Process for producing aerogels or xerogels“ 2012, WO 2012/059388 A1 (EP 2 635 616 B1)
M. Elbing, M. Schütte, J. Krogmann, J. Klassen, J. Boos (BASF SE); “Fixing of vacuum insulation panels in cooling apparatuses” 2012, WO 2012/038215 A1 (EP 2 618 980 B1)
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Method for producing porous polyurea-based materials”, 2012, WO 2012/000917 A1 (EP 2 585 508 B1)
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Porous gels based on aromatic and cycloaliphatic amines” 2011, WO 2011/018371 A1 (EP 2 464 676 B1)
M. Fricke, M. Elbing (BASF SE); “Improved porous materials based on aromatic amines” 2011, WO 2011/069959 A3 (EP 2 510 026 B1)
