Unsichtbar markiert: Neuer Farbstoff kennzeichnet Textilien unauffällig

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Lichtabsorption durch unterschiedliche peri-Arylene (Foto: Heinz Langhals )

München – Chemiker der Ludwig-Maximilian-Universität haben einen neuen Farbstoff synthetisiert, der Licht im nahen Infrarot-Bereich absorbiert und sich besonders für die unauffällige Kennzeichnung von Textilien eignet. Wissenschaftlern um den Chemiker Professor Heinz Langhals ist es nun gelungen, das erste sechsfache peri-Arylen zu synthetisieren, dessen Absorptionsbereich fast vollständig im nahen Infrarot (NIR) liegt. Im sichtbaren Licht erscheint die neue Substanz farblos und eignet sich deshalb besonders für mit bloßem Auge unsichtbare Markierungen.

Die Grundbausteine der peri-Arylene sind bandförmig verknüpfte Naphthalin-Moleküle. In welchem Wellenlängenbereich peri-Arylene Licht absorbieren, hängt davon ab, aus wie vielen Grundbausteine sie bestehen: Der kürzeste Vertreter der Farbstoffklasse besteht nur aus einem Naphthalin-Grundbaustein. „Werden noch mehr Naphthalin-Einheiten angefügt, verschiebt sich das Absorptionsspektrum zunehmend in den längerwelligen Bereich“, sagt Langhals. „Problematisch ist dabei, dass die Farbstoffe immer unlöslicher werden, je länger das Band ist. Das behindert ihre Einsatzmöglichkeiten erheblich.“ Langhals ist es nun gelungen, dieses Problem zu überwinden und erstmals ein peri-Arylen herzustellen, bei dem gleich sechs Naphthalin-Bausteine aneinander geknüpft sind.

Das neue Derivat absorbiert praktisch vollständig im unsichtbaren nahen Infrarot, also dem Teil des Lichts, dessen Wellenlängenbereich sich an den des sichtbaren Lichts anschließt. „Einfärbungen mit der neuen Substanz erscheinen dadurch farblos, sind aber maschinell zu erkennen“, sagt Langhals. Solche Markierungen könnten unter anderem helfen, hochwertige Textilien für Recycling-Zwecke effizient wiederzuerkennen, sodass das aufwendige Sortieren vereinfacht wird.

Neben dem Endprodukt sind auch die chemischen Vorstufen des neuen Farbstoffs für praktische Anwendungen interessant, weil sie besondere lichtinduzierte Effekte zeigen, die etwa bei einem Einsatz in Fluoreszenz-Solarkollektoren nützlich sein könnten. „Ein weiterer Vorteil der neuen Substanzen ist ihre Umweltfreundlichkeit: Sie bestehen ausschließlich aus organischem Material, das biologisch abbaubar oder notfalls vollständig verbrennbar ist“, hebt Langhals hervor.

Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „The Journal of Organic Chemistry“. 

Quelle: Ludwig-Maximilian-Universität München