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Photovoltaik und Leuchtdioden Stabilität von Borolen stark gesteigert

| Autor / Redakteur: Robert Emmerich* / Dr. Ilka Ottleben

Für die Photovoltaik oder für Leuchtdioden könnten Borole eine hoch interessante Materialklasse sein – wären sie nicht so extrem instabil. Würzburger Chemiker haben Borol-Molekülen jetzt einen sehr guten Stabilisator verpasst.

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Fluorhaltige Anhängsel geben Borolen eine deutlich höhere Stabilität. F steht für Fluor, B für Bor und C für Kohlenstoff (Ausschnitt).
Fluorhaltige Anhängsel geben Borolen eine deutlich höhere Stabilität. F steht für Fluor, B für Bor und C für Kohlenstoff (Ausschnitt).
(Bild: Todd Marder)

Würzburg – Borole sind borhaltige Moleküle, die mit großer Kraft Elektronen an sich ziehen. Damit eignen sie sich sehr gut für Materialien, die in der Photovoltaik oder bei OLEDs, organischen Leuchtdioden, weitere Verbesserungen bringen könnten. Doch bislang haben Borole einen großen Nachteil: Sie sind extrem instabil und zerfallen praktisch sofort, wenn sie mit Wasser oder Sauerstoff in Kontakt kommen.

Chemikern der Universität Würzburg ist jetzt ein deutlicher Fortschritt gelungen: Todd Marder und seine Kollegen am Institut für Anorganische Chemie haben es geschafft, Borol-Moleküle deutlich zu stabilisieren – durch das Anfügen einer sogenannten Fluoromesityl-Gruppe. Dadurch werden die ansonsten sehr empfindlichen Borole etwa 600 Mal widerstandsfähiger gegen Wasser: Sie halten dann zehn bis zwölf Stunden lang durch, während sie ansonsten schon nach spätestens einer Minute zerfallen. Ihr „Elektronen-Hunger“ bleibt komplett erhalten.

Lassen sich die neuartigen Borole auf Trägermaterialien aufdampfen?

Als nächstes soll die Robustheit der neuen Moleküle weiteren Tests unterzogen werden. Die Fluoromesityl-Borole haben sich als hitzestabil und leicht verdampfbar erwiesen. Darum wollen die Würzburger Chemiker nun untersuchen, ob die neuartigen Borole sich in hauchdünnen Schichten auf Trägermaterialien aufdampfen lassen. Das wäre eine wichtige Voraussetzung für technologische Anwendungen. Außerdem suchen die Wissenschaftler nach anderen Molekül-Anhängseln, mit denen sich Borole vielleicht noch besser stabilisieren lassen.

Originalpublikation: Taming the beast: fluoromesityl groups induce a dramatic stability enhancement in boroles”, Zuolun Zhang, Robert M. Edkins, Martin Haehnel, Marius Wehner, Antonius Eichhorn, Lisa Mailänder, Michael Meier, Johannes Brand, Franziska Brede, Klaus Müller-Buschbaum, Holger Braunschweig, and Todd B. Marder. Chemical Science, published online 13 July 2015, DOI: 10.1039/C5SC02205C

* R. Emmerich: Julius-Maximilians-Universität Würzburg,97070 Würzburg

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