Neue Katalysatoren und Photomaterialien im Blick

Für eine neue Generation chemischer Katalysatoren wird die Basis womöglich an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) gelegt. Hier erforscht Professor Qing Ye die Molekülklasse der Bisalkinyl-Borane. „Sie sind im Vergleich zu anderen Boranen bislang nur wenig untersucht“, sagt er, „und ich sehe in ihnen ein großes Potenzial für grundlegende Innovationen.“

Dieses Potenzial sieht offenbar auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG): Sie hat dem Chemieprofessor 415.000 Euro für ein Projekt zur Untersuchung von Bisalkinyl-Boranen bewilligt. Mit dem Geld kann Ye zwei Promotionsstellen für drei Jahre besetzen. Aktuell ist er auf der Suche nach interessierten Doktorandinnen und Doktoranden.

Der Professor hat viele Jahre Würzburg-Erfahrung

Qing Ye wurde Anfang 2022 als Professor für Anorganische Molekülchemie an die JMU berufen. Würzburg kannte er schon sehr gut, denn hier hat er einen Großteil seiner akademischen Karriere absolviert.

2004 kam er aus seiner Heimat China als Chemiestudent an die Uni Würzburg. Er machte hier seinen Diplomabschluss, er promovierte hier bei Professor Holger Braunschweig und er forschte hier als Postdoc.

Das Jahr 2015 verbrachte Qing Ye mit einem Stipendium der DFG an der University of California in Berkeley. Mit einem DFG-Rückkehrstipendium kam er dann wieder nach Würzburg. 2017 nahm er den Ruf auf eine Professur an der Southern University of Science and Technology in Shenzhen (China) an. Dort forschte und lehrte er fünf Jahre, dann kam er erneut zurück an die JMU.

Liganden für chemische Katalysatoren

Was genau hat es mit den Bisalkinyl-Boranen auf sich, in denen der Professor so großes Potenzial sieht?

Die borhaltigen Moleküle eignen sich als Bauteile für Katalysatoren. Die meisten Menschen denken da zuerst an die Abgasreinigung bei Autos. Chemikerinnen und Chemiker dagegen verstehen unter Katalysatoren komplexe Molekülgebilde, die den Ablauf von chemischen Reaktionen erleichtern oder sogar erst möglich machen. Die Entwicklung von Katalysatoren, die dazu beitragen, die Produktion in der chemischen und pharmazeutischen Industrie nachhaltiger zu gestalten, ist daher sehr willkommen.

Katalysatoren aus Metallkomplexen und sogenannten Liganden – das sind kleine Moleküle, die das Metallatom umgeben – sind in der Katalyse häufig anzutreffen, weil sie eine hohe Aktivität und Selektivität zeigen. Das Team von Qing Ye synthetisiert unterschiedliche Bisalkinyl-Borane und testet sie auf ihre Eignung als Liganden. Dazu werden verschiedene Metall-Ligand-Kombinationen erprobt und dann deren Eigenschaften analysiert.

„Titan und Zirkonium werden häufig als Metallzentren in Katalysatoren verwendet. Mit ihnen zusammen funktionieren die Bisalkinyl-Borane gut“, sagt Professor Ye. Die entstehenden Komplexe seien stabil, aber auch reaktiv genug, um für die Katalyse in Frage zu kommen.

Mögliche Anwendungen in der Optoelektronik

Bei seinen Forschungen ist der Chemiker auf eine weitere interessante Eigenschaft der Bisalkinyl-Borane gestoßen. „Manche von ihnen lagern sich um, nachdem man sie mit einem Metallzentrum verbunden hat. Wir können sie wieder vom Metall ablösen und erhalten so auf relativ einfache Weise neuartige Strukturen mit ganz neuen Eigenschaften.“

Manche dieser neuen borhaltigen Moleküle fluoreszieren stark, und das macht sie für Anwendungen in der Optoelektronik interessant. „Wollte man diese quasi von alleine entstandenen Strukturen von Grund auf selbst synthetisieren, wäre das nicht ganz einfach“, sagt der Professor.

Weiteres DFG-Projekt läuft an

Qing Ye hat vor Kurzem ein weiteres Forschungsprojekt von der DFG bewilligt bekommen, dotiert mit 240.000 Euro. Für dieses Projekt kann er eine Promotionsstelle besetzen. Es dreht sich um die Synthese und Untersuchung von Benzoborirenen. „Das ist eine Klasse von ringförmigen Molekülen mit hoher Ringspannung und einer einzigartigen Elektronenstruktur“, erklärt er.

Kontakt

Prof. Dr. Qing Ye, Institut für Anorganische Chemie, Universität Würzburg, T +49 931 31-88611, qing.ye@uni-wuerzburg.de

Webseite des Forschers