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Zinn-Polymer

Organisches Zinn in Polymeren steigert Lichtabsorption

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Schwierigkeit: Kopplungsreaktion mit Zinn

Insbesondere die Verknüpfung der einzelnen molekularen Monomere zu langen Polymerketten bereitete den Forschenden Schwierigkeiten. Diese Monomere enthielten nämlich nicht nur das gewünschte Zinn in den Stannol-Einheiten selbst; organisches Zinn war auch in reaktiven Kupplungs-Gruppen, die zur Verknüpfung der Monomere zum Polymer benötigt wurden, vorhanden. Nur diese Gruppen sollten zur Reaktion gebracht werden. Die Stannolringe hingegen durften nicht angegriffen werden, weil jede unerwünschte Nebenreaktion zu einer dramatischen Verkürzung der Polymerlänge führt, was einen deutlichen Qualitätsverlust des Polymers verursacht. „Mit unserem Projekt sind wir ein hohes Risiko eingegangen, denn Kupplungsreaktionen, die Zinn zielgerichtet auswählen, waren in der Chemie bislang unbekannt“, betont Staubitz. Doktorand Julian Linshöft musste also nicht nur eine hochselektive, sondern eine höchstselektive Kreuzkupplungsreaktion entwickeln. „Die erste Schwierigkeit lag darin, die richtigen Reaktivitäten für die monomeren Vorstufen zu finden", erinnert sich Linshöft, dessen Promotion von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert wurde. „Dazu gab es noch keine Anhaltspunkte in der Fachliteratur.“

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Das Experiment gelang. Unter Einsatz von Palladium als Reaktionsbeschleuniger stellte das Team den gewünschten Kunststoff her. Das Material lässt sich sehr leicht zu dünnen Filmen verarbeiten, die schwarz glänzend sind und deren Anwendungen nun in organischen Solarzellen getestet werden können. Linshöft: „Nun haben wir endlich eine Möglichkeit, diese neuen halbleitenden Kunststoffe herzustellen. Die volle Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten wird sich in der nahen Zukunft zeigen."

Originalpublikation: Julian Linshoeft, Evan J. Baum, Andreas Hussain, Paul J. Gates, Christian Näther and Anne Staubitz. Highly Tin Selective Stille Coupling: Synthesis of a Polymer Containing a Stannole in the Main Chain. Angewandte Chemie, DOI: 10.1002/anie.201407377

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