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Junge Forschung

Das Spiel von Materie und Licht

Oleds wandeln elektrische Energie in Licht um. Anna Wernbacher erforscht, wie man die dabei ablaufenden Prozesse effizienter machen kann.
Oleds wandeln elektrische Energie in Licht um. Anna Wernbacher erforscht, wie man die dabei ablaufenden Prozesse effizienter machen kann.Clemens Fabry
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Die theoretische Chemikerin Anna Wernbacher berechnet an der Uni Wien die Eigenschaften von lichtemittierenden Molekülen mit quantenchemischen Methoden.

Nicht selten hört man bei der Anschaffung eines Tablets, eines Fernsehers oder eines Smartphones mit Highend-Display das englische Akronym Oled. Es steht für Organic Light Emitting Diodes, zu Deutsch organische Leuchtdioden. Das sind winzige Bauelemente, meist auf Basis von Kohlenstoff, die aus mehreren ultradünnen Schichten zwischen zwei Elektroden bestehen. Sie spielen eine Rolle bei der Weiterentwicklung der Bildqualität dieser Geräte. „Im Zentrum von Oleds sind lichtemittierende Moleküle“, erklärt Anna Wernbacher. „Sie leuchten, nachdem man diese elektrisch aktiviert hat.“ Die entscheidende Frage sei aber dabei, wie gut die elektrische Energie in Licht umgewandelt werden könne.

Wernbacher ist Postdoc am Institut für Theoretische Chemie der Universität Wien. Sie leitet zurzeit ein Projekt zu den für die Lichtemission verantwortlichen Mechanismen in Oleds. Unterstützt wird es durch ein „Women in Science“-Stipendium, das der L‘Oréal-Konzern gemeinsam mit der österreichischen Unesco-Kommission und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) jährlich vergibt. „Für mich ist diese Förderung ein wichtiger Schritt in die wissenschaftliche Selbstständigkeit“, gibt die 32-Jährige ihrer Freude darüber Ausdruck. „Außerdem gefällt mir, dass sie die Arbeit junger Forscherinnen öffentlich sichtbar macht.“

Neue Materialverbindungen

Im Verlauf ihrer Untersuchung will sie klären, wie man die Lichtemission von Oleds durch eine gezielte Modifikation von Molekülen beeinflussen kann. „Dazu führe ich quantenchemische Simulationen durch, mit denen ich die Eigenschaften einer neuen Klasse lichtemittierender Moleküle berechne.“ Diese möchte sie so genau wie möglich beschreiben, zugleich aber auch rechnerisch effiziente Methoden dafür finden. Als theoretische Chemikerin sei sie nämlich nicht im Labor, sondern in der Regel am Hochleistungsrechner anzutreffen, sagt sie mit einem Lächeln. „Natürlich kenne ich die experimentelle Seite der Chemie aus meiner Zeit als Doktorandin. Aber jetzt unterstütze ich durch Messungen gewonnene Ergebnisse am Computer und versuche darüber hinaus, die Eigenschaften neuer chemischer Verbindungen vorherzusagen sowie Prozesse zu erklären.“

Ihre Grundlagenforschung wird in vielen Bereichen gebraucht, neben der Displaytechnologie beispielsweise auch in der künstlichen Fotosynthese. „Bei beiden geht es um die Wechselwirkung zwischen Materie und Licht – in Oleds wird elektrische Energie in Licht umgewandelt, und bei der künstlichen Fotosynthese nützt man Sonnenlicht zur Produktion chemischer Energieträger.“ Wenn man hier die Funktionsweise vielversprechender Materialverbindungen besser verstehe, könne man diese gezielt designen, um Abläufe zu optimieren. Von den modifizierten Molekülen für die Oleds etwa erhoffe man sich sowohl eine höhere Bildauflösung als auch einen geringeren Stromverbrauch.

Nicht gerade alltäglich war Wernbachers Weg zu den Naturwissenschaften. „Ich ging auf ein Gymnasium mit sprachlichem Schwerpunkt, traf aber in meinem japanischen Kampfkunstverein auf Chemiker und Physiker, deren Erzählungen mich faszinierten“, schildert die gebürtige Grazerin. Davon angeregt, verschaffte sie sich bei einem „Frauen in die Technik“-Ferialpraktikum an der Fakultät für Chemie der Technischen Universität (TU) Graz Einblick in ihr heutiges Fach. „Das wiederum hat mich motiviert, dort Chemie zu studieren.“

Für das Doktorat forschte sie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, wo sie in Kooperation mit der TU Berlin 2019 summa cum laude zu Halbleitereigenschaften von Katalysatoren promovierte. „Das war eine intensive Phase, die meine Laufbahn stark prägte.“ Den Kopf frei bekommt die Forscherin beim Sport. „Die japanischen Kampfkünste trainiere ich nach wie vor, laufe aber auch sehr gern oder mache Touren mit meinem Gravel-Bike.“

Zur Person

Anna Wernbacher (32) studierte an der TU Graz Chemie und schrieb ihre Doktorarbeit am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin. Den Titel verlieh ihr die TU Berlin. Seit 2019 ist sie Postdoc in der Gruppe von Leticia González am Institut für Theoretische Chemie der Uni Wien. Sie forscht zu neuen Materialverbindungen.

Alle Beiträge unter: www.diepresse.com/jungeforschung 

("Die Presse", Print-Ausgabe, 07.08.2021)