Umweltfreundlichere Flüssigkristalle Chemiker entwickeln effizienteres Verfahren für LCD-Displays

LCD-Displays sind heute weit verbreitet in Uhren, Laptops, Kameras und anderen Bildschirmen. Ein internationales Forscherteam hat nun eine Möglichkeit erprobt, die darin enthaltenen Flüssigkristalle ressourcenschonender herzustellen als bisher.

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Halle (Saale) – Flüssigkristalle kennen wir alle von LCD-Bildschirmen bei Laptops, Digitaluhren oder -kameras. Obwohl sie in der Technik so verbreitet zum Einsatz kommen, ist die Produktion von Flüssigkristallen ein aufwändiger Prozess mit vielen Zwischenschritten. „Oft kommen verschiedene Lösungsmittel und teure Katalysatoren zum Einsatz“, sagt der Chemiker Dr. Mohamed Alaasar von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Mit einem Forscherteam aus Deutschland, Indien und Ägypten suchte er nach einer Möglichkeit, diesen Prozess zu vereinfachen und so auch umweltfreundlicher zu gestalten. Die Idee: Anstatt, dass die chemischen Reaktionen nacheinander stattfinden, könnten sich bestimmte Schritte in einer so genannten Mehrkomponentenreaktion zusammenfassen lassen, bei der mehrere Substanzen direkt miteinander reagieren.

Das Team entwickelte einen solchen Ansatz zur Produktion von Flüssigkristallen, der ohne umweltschädliche Lösemittel auskommt und auf preiswertere Katalysatoren setzt. „Wir konnten eine Ausbeute von etwa 90 Prozent erzielen. Das bedeutet, dass der Großteil der eingesetzten Chemikalien verwendet wurde und relativ wenig Abfälle entstehen“, fasst Alaasar zusammen. Das spare Energie und letztlich auch Geld. Die neu erstellten Flüssigkristalle lagen bei Zimmertemperatur in einer nematischen Phase vor – einer speziellen Anordnung der Moleküle, die in den meisten Flüssigkristalldisplays (LCD) Anwendung findet.

Nachhaltige Synthesewege erforschen

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Industrie müsste auf neue Prozesse umrüsten

Bisher haben die Forscher ihr neues Verfahren nur im Labor erprobt. Alaasar ist jedoch zuversichtlich, dass es sich auch im industriellen Maßstab umsetzen ließe. „Allerdings müssten die Hersteller dafür umrüsten. Das ist in der Vergangenheit bei anderen vielversprechenden Materialien nicht geschehen“, sagt der Wissenschaftler. Verbraucher würden jedoch mittlerweile viel Wert auf Nachhaltigkeit und umweltfreundlichere Produkte legen. Das könnte den nötigen Anreiz für ein Umschwenken liefern.

Originalpublikation: Shanker G. et al.: Novel green synthetic approach for liquid crystalline materials using multi-component reactions, Journal of Molecular Liquids Volume 346, 15 January 2022; DOI: 10.1016/j.molliq.2021.118244

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