Winzige lumineszierende Partikel werden heute in immer mehr Produkten verwendet: von Smartphones über OLED-Fernseher bis hin zu Autoscheinwerfern. Für die Industrie ist die genaue Kenntnis der Lumineszenzeffizienz entscheidend. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt dafür zuverlässige Messverfahren und schließt damit eine wichtige Lücke in der Normung.
Lumineszierende Materialien finden immer mehr Anwendungen im täglichen Leben: Sie werden in der Medizintechnik bei Diagnoseverfahren, in der Photovoltaik, in Sicherheitscodes auf Geldscheinen, in den Displays von LED- oder OLED-Fernsehern, Smartphones oder E-Book-Readern und in der Beleuchtungstechnik eingesetzt.
Der Trend geht dabei von Partikeln im Mikrometerbereich zu solchen mit Nanometergröße, die besonders vorteilhafte Streueigenschaften haben und eine hohe Lumineszenzausbeute aufweisen können. Entscheidend für alle Anwendungen dieser Materialien ist die Effizienz ihrer Photolumineszenz, kurz: ihre Lumineszenz-Effizienz. Diese Größe stellt ein direktes Maß für die Anzahl der Lichtquanten oder Photonen dar, die die Teilchen im Vergleich zu denen, die sie absorbieren, aussenden. Sie wird auch als Lumineszenzquantenausbeute bezeichnet.
Dieser Schlüsselparameter bestimmt die Helligkeit der Stoffe. Er ist daher ein entscheidender Indikator für Unternehmen, die solche Materialien herstellen oder verwenden, um die Qualität, Leistung und Eignung verschiedener leuchtender Partikel zu bewerten und zu vergleichen. Bislang gibt es jedoch nur eine internationale Norm zur Bestimmung der Quantenausbeute, die von vielen äußeren Faktoren wie der Temperatur oder dem umgebenden Medium abhängt. Diese Norm gilt nur für transparente (nicht streuende) Proben, die vergleichsweise einfach zu messen sind.
Kompliziertere Messungen an streuenden Teilchen werden nicht erfasst. Aber gerade diese Materialien sind für industrielle Anwendungen zunehmend relevant. Dies stellt Unternehmen, die lumineszierende Funktionsmaterialien wie typische Leuchtstoffe und so genannte Konvertermaterialien herstellen oder im Bereich der Beleuchtungs- und Displaytechnik einsetzen, zunehmend vor Probleme. Sie benötigen für die Qualitäts- und Produktkontrolle zuverlässige Methoden zur Bestimmung der Quantenausbeute. Diese Methoden selbst zu entwickeln, wäre selbst für große Unternehmen zu aufwändig.
Die BAM, zu deren Aufgaben die Förderung der deutschen Wirtschaft gehört, erforscht seit vielen Jahren Lumineszenzmaterialien, entwickelt Referenzmethoden und -materialien für die Lebens- und Materialwissenschaften und stellt Referenzdaten zur Verfügung. Nun startet die BAM ein Verbundprojekt, das wissenschaftliche Ergebnisse schnell in die Normung und damit in die Anwendung bringen soll. Finanziert wird das Projekt vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen des Förderprogramms "Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen".
In Zusammenarbeit mit der Schott AG, die seit mehr als 100 Jahren optische Materialien herstellt, wird die BAM zuverlässige Methoden zur Bestimmung der Quantenausbeute von streuenden lumineszierenden Teilchen und Materialien entwickeln. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Materialien von besonderem wirtschaftlichen Interesse: Neuartige Konvertermaterialien, die zum Beispiel in Kombination mit blauem Laser- und LED-Licht Autoscheinwerfer in ein für den Menschen angenehmeres gelbes Licht tauchen. Diese Materialien sind in der Industrie für viele verschiedene Anwendungen sehr gefragt.
Die Schott AG wird Leuchtstoffe direkt aus der Anwendung liefern und gemeinsam mit der BAM Messverfahren entwickeln, die für die industrielle Prozesskontrolle geeignet sind. Diese Messverfahren sollen schließlich standardisiert und zeitnah in die internationale Normung überführt werden. "Mit diesem Gemeinschaftsprojekt wollen wir eine wichtige Lücke schließen, um mittelfristig die Marktposition deutscher Unternehmen in diesem Bereich zu stärken", sagt Ute Resch-Genger von der BAM, die das Projekt leitet.
Weitere Informationen finden Sie unter:
https://www.bam.de/Content/EN/Press-Releases/2021/AnalyticalSciences/2021-03-31-fluorescent-reference-materials.html [This is automatically translated from English]