gen gearbeitet. Heute können wir Quantenpunkte aus grün und rot. Durch die Kombination der drei Grundfar- weit weniger gefährlichen Ausgangssubstanzen herstel- ben entsteht dann die ganz Farbpalette. len. Für jede neue Verbindung aus denen Quantenpunkte In QLED-Lampen wandeln Quantenpunkte Far- hergestellt werden, müssen die Bedingungen neu de昀椀- ben e昀케zienter um als dies bei traditionellen LEDs der niert werden – auch wenn der Herstellungsprozess heute Fall ist. Allerdings sind solche QLED-Lampen noch nicht teilweise noch sehr ähnlich ist. kommerziell verfügbar – die Stabilität der Quantenpunk- Dann haben Forschende in den letzten Jahr- te muss noch weiter verbessert werden. Anders als ein zehnten die E昀케zienz der Quantenpunkte enorm erhöht. Fernsehschirm wird eine LED-Lampe nämlich sehr heiss, Anfänglich lag diese bei etwa 5%, d.h. um ein Photon an was zum «Absterben» der Quantenpunkte führt. ausgestrahltem Licht zu erhalten, mussten 20 Photonen Aber auch für medizinische Fragestellungen zur Anregung genutzt werden. Bei modernen Quanten- beispielsweise im Bereich der Visualisierung bestimmter punkten liegt die E昀케zienz bei fast 100%. Erreicht hat man Gewebe können Quantenpunkte oder auch Nanokristalle dies unter anderem, indem man heute die Nanokristalle in Zukunft eine wichtige Rolle spielen und darum dreht mit anorganischen Hüllen umgibt – ähnlich wie bei einer sich auch unsere Forschung. Zwiebel, die auch verschiedene Schichten hat. Ein weiterer wichtiger Faktor ist, die Reaktions- bedingungen so einzustellen, dass die gewünschte Parti- SNI INSight: Arbeitet dein Team auch mit kelgrösse am Ende der Reaktion erreicht wird. Um kleine Quantenpunkten? Quantenpunkte zu bekommen, kann ich natürlich ganz am Anfang der Reaktion meine Proben entnehmen und Jonathan de Roo: Wir arbeiten nicht mit Quantenpunk- das Wachstum der Kristalle stoppen. Dabei verliere ich ten, sondern mit nicht-toxischen kolloidalen Nanokris- dann aber einen Grossteil der Reagenzien. Das Ziel ist es tallen aus Zirkonium- und Hafniumoxid. Sie sind mit den aber, die Komponenten und Bedingungen so zu wählen, Quantenpunkten eng verwandt und werden auch auf dass ich die grösstmögliche Ausbeute unter optimaler ähnliche Art und Weise hergestellt. Ausnutzung der Ausgangsmaterialien bekomme. Auch hier hat die Forschung grosse Fortschritte erzielt. SNI INSight: Welche Anwendungen für diese Nanokristalle untersucht ihr? SNI INSight: Wozu werden Quantenpunkte verwendet? Jonathan de Roo: Wir möchten diese Nanokristalle für die diagnostische Bildgebung einsetzen. Jonathan de Roo: Quantenpunkte werden heute schon In einem Projekt untersuchen wir zusammen mit in einigen Bereichen eingesetzt. Sie sind beispielsweise Kolleg:innen vom Unispital Gent (Belgien), ob sie sich in QLED-Fernsehgeräten für brillante Farben verantwort- beim Röntgen einsetzen lassen, um den Kontrast von lich. In den Geräten wird blaues Licht von einer Galli- Weichgewebe zu verstärken. So ho昀昀en wir, dass sich da- umnitrid Lichtquelle ausgestrahlt und die verschiedenen mit beispielsweise bei Brustkrebs-Patientinnen während Quantenpunkte sorgen dann für die Umwandlung in der Operation die Wächterlymphknoten eindeutig iden- Mithilfe der Nanokristalle aus dem de Roo-Team lassen sich auch die feinsten Blutgefässe in den Kiemen eines Zebra昀椀sches detailgenau darstellen. (Abbildung: Departement Chemie, Universität Basel) SNI INSight Dezember 2023 6