Photo­ak­tive Moleküle mit präzise einstell­ba­ren Absorp­ti­ons- und Emissi­ons­ei­gen­schaf­ten spielen in Berei­chen wie der Photo­ka­ta­lyse und der grünen Synthese eine Schlüsselrolle. Während diese Feinab­stim­mung herkömm­li­cher­weise durch die Verän­de­rung der Länge des π‑konjugierten Chromo­phors erreicht wird, nutzen wir die Donor-Akzep­tor-Substi­tu­tion in kompak­ten aroma­ti­schen Baustei­nen, um diese Abstim­mung zu errei­chen und zu verste­hen, wie diese Moleküle bestimmte photo­che­mi­sche Prozesse antreiben.

Photo­ak­tive Moleküle mit präzise abgestimm­ten Absorp­ti­ons- und Emissi­ons­ei­gen­schaf­ten sind Schlüsselelemente für Anwen­dun­gen in der Photo­ka­ta­lyse, der grünen Synthese und der licht­ge­trie­be­nen Energie­um­wand­lung. Während die spektrale Abstim­mung für gewöhn­lich eine Erwei­te­rung von π‑konjugierten Syste­men bedingt, unter­su­chen wir eine alter­na­tive Strate­gie, die auf Donor-Akzep­tor-Substi­tu­tion kompak­ter aroma­ti­scher Bausteine, wie beispiels­weise Single-Benzene-Fluoro­pho­ren, basiert. Diese minima­len Systeme eignen sich ideal zur Unter­su­chung elektro­ni­scher Struk­tu­ren in Hinblick auf Licht­ab­sorp­tion, Dynamik im angereg­ten Zustand und Emission.

Hierfür kombi­nie­ren wir modernste quanten­che­mi­sche Simula­tio­nen mit Metho­den der digita­len Chemie, darun­ter Hochdurch­satz-Scree­ning und datengestützte Struk­tur- Eigen­schafts-Analy­sen. Dies ermög­licht es fluores­zenz-bestim­mende photo­phy­si­ka­li­sche Prozesse aufzu­klä­ren und Design­re­geln abzulei­ten, um die moleku­lare Funktion gezielt zu steuern. Statt einzelne Systeme zu optimie­ren, setzen wir auf übertragbare Prinzi­pien zur Entde­ckung neuer photo­ak­ti­ver Moleküle mit varia­blen optischen Eigenschaften.

In Kolla­bo­ra­tion mit synthe­ti­schen und spektro­sko­pi­schen Partnern werden diese direkt in neue Moleküldesigns umgesetzt und experi­men­tell validiert. Das Zusam­men­spiel verschie­de­ner Fachge­biete trägt hierbei entschei­dend zur Entwick­lung kompak­ter Farbstoffe als Basis für neuar­tige licht­re­ak­tive Materia­lien und selek­tive photo­che­mi­sche Umwand­lun­gen bei.