Das primäre Forschungsziel ist die Synthese innovativer Materialien für elektronische Anwendungen, darunter Polymere, organische Verbindungen und Hybridmaterialien. Aus rational geplanten Monomereinheiten werden Polymer- oder Hybridstrukturen mit spezifischen Funktionalitäten aufgebaut und in elektronischen Anwendungen untersucht, z. B. in organischen Feldeffekttransistoren (OFETs) und elektrochromen Informationsspeichern. Dabei werden alle Facetten der chemischen Synthese genutzt.
Wir sind Material Makers.
Unsere Forschung konzentriert sich auf vier Bereiche:
Informations- und Energiespeicherung:
Die Redoxaktivität von Materialien ermöglicht zum einen die Speicherung von Energie, zum anderen kann sie genutzt werden, um den Ladungstransport in konjugierten redoxaktiven Systemen zu modulieren, so dass ein Schalten zwischen verschiedenen Zuständen möglich ist – was wiederum die Grundvoraussetzung für das Speichern von Informationen ist. Zu unseren Zielen gehören unter anderem Materialien für wiederbeschreibbare permanente Informationspeicher (rewritable nonvolatile memory), oder Materialien für rekonfigurierbare Elektroden.
Weiche und nachhaltige Elektronik:
Wir entwickeln neue Designkonzepte, um elektronische Funktionalität mit mechanischer Nachgiebigkeit zu kombinieren, und synthetisieren polymere Halbleiter und organische gemischt ionisch-elektronische Leiter (Organic mixed ionic–electronic conductors, OMIECs), die ein sehr niedrigen Elastizitätsmodul haben (d. h. „weich“ sind). Auf dieser Grundlage streben wir eine nachhaltige und wiederverwertbare Polymerelektronik an.
Polymergestützte MALDI-MS und MS-Bildgebung:
Die Matrix-unterstützte Laser-Desorptions/Ionisations-Massenspektrometrie (MALDI MS) ist normalerweise auf Analyten mit hoher Molmasse beschränkt. Wir entwerfen und synthetisieren polymere Matrizen für MALDI MS / Imaging, um die Technik für die Analyse von Analyten mit niedrigem Molekulargewicht nutzbar zu machen, z. B. im Bereich Metabolomics oder für die Entwicklung pharmazeutischer Wirkstoffe. Das Verständnis der Grenzfläche von Analyt und Matrix ist, neben der Synthese reaktiver Matrizen, ein Schwerpunkt unserer Arbeit.
Grenzflächen / Molekulare Maschinen:
Wir nutzen N-heterozyklische Carbene (NHCs), um konjugierte Polymere mit Goldnanopartikeln und -elektroden zu verbinden, was zu echten elektronischen Hybriden führt, deren Funktionalität über die der einzelnen Komponenten hinausgeht. In der molekularen Elektronik werden u.a. organische Moleküle synthetisiert, die kleinste Energiemengen in Rotations- oder Vibrationsfreiheitsgraden speichern können.
Außerdem sind wir an zwei Projekten des Europäischen Innovationsrates (European Innovation Council, EIC) beteiligt, Flexible IntelligenT NEar-field Sensing Skins (FITNESS) und Energy Storage in Molecules (ESiM), sowie am Graduiertenkolleg 2767 Supracolloidal Structures.
