Richard Hildner - benoemd tot hoogleraar Optical Spectroscopy of Functional Nanosystems

Dat er moleculen zijn die onder bepaalde omstandigheden licht uitzenden, weten we al jaren. Daar zijn de oledlampen op gebaseerd, gebruikt in onder meer de schermen van nieuwe Samsung smartphones. Maar hoe dat nu precies op molecuulniveau werkt, is nog minder over bekend. Hoogleraar Richard Hildner doet onderzoek naar zulke lichtgevende moleculen. Per 1 oktober verhuist hij met een deel van zijn onderzoeksgroep naar het Zernike Instituut aan de RUG, waar hij dit werk in samenwerking met andere groepen in dit instituut hoopt voort te zetten.

Rommelige spagetti

Oleds worden onder meer gebruikt in lampen, displays van telefoons en tv- en computerschermen. ‘Je kunt de moleculen in oleds vergelijken met een pan gekookte spagetti,’ legt Hildner uit. ‘Tot nu toe werd meestal naar de hele pan gekeken; je ziet daarin lange moleculen door elkaar heen liggen. Je ziet wel hun vormen, je ziet dat ze op verschillende manieren gebogen liggen, maar verder zie je vooral rommel.’ Hildner en zijn groep proberen inzicht in die rommel te krijgen. ‘Wij halen als het ware één zo’n spagettistreng eruit, dus één molecuul, en dat bekijken we goed. We testen hoe één zo’n molecuul in specifieke omstandigheden reageert. We bekijken hun fotolumnimescente eigenschappen, vooral de kleur licht die ze uitzenden en verandering daar van bij verandering in vorm en bij buiging van het materiaal.

Andere moleculen

Hildner is daarbij niet alleen geïnteresseerd in organische lichtuitzende dioden, zoals oleds eigenlijk heten. Hij is ook geïnteresseerd in moleculen die gebruikt kunnen worden voor het maken van organische zonnecellen, dus die gebruikt kunnen worden om zonlicht om te zetten in elektrische energie. ‘Het gaat erom dat we beter willen begrijpen hoe deze moleculen werken, hoe ze zonlicht absorberen, energie daaruit transporteren hoe we ze deze energie uiteindelijk kunnen omzetten in elektrische stroom. Als we dat beter begrijpen, kunnen we de prestaties van zonnecellen misschien verbeteren.’ Stoffen waar hij bijvoorbeeld ook aan werkt zijn poly-3-hexylthiphene (P3tb) en carbonylbridged tri-arylamine. ‘Het interessante aan die laatste stof is dat die zichzelf kunnen opbouwen tot lange nanodraden door zelf-assemblage. Ze kunnen goed stroom geleiden. Ik wil graag ontdekken hoe ze dat dan doen en hoe we die eigenschappen verder kunnen verbeteren.’

Begrip verbeteren

Het doel van het onderzoek van Hildner is dus het beter begrijpen van de optische eigenschappen van moleculen en hoe nieuwe functies, zoals energietransport, ontstaat als moleculen zichzelf organiseren tot grotere structuren’. ‘Wij doen niet aan engineering, we bouwen niet betere machines. We willen in eerste instantie weten hoe het molecuul werkt.’ Als ze dat eenmaal begrijpen, zoeken Hildner en zijn collega’s de samenwerking met bijvoorbeeld chemie. ‘Chemici kunnen met de kennis die wij opdoen meedenken hoe we de chemische structuur van die moleculen dan kunnen aanpassen om nóg idealere moleculen te maken, die nog beter energie transporteren of nog gevoeliger zijn voor licht.’ Ook met andere onderzoeksgroepen binnen het Zernike Insituut hoopt Hildner veel te gaan samenwerken. ‘We hebben allemaal veel kennis in huis, en kunnen veel van elkaar leren.

Curriculum Vitae

Richard Hildner was sinds 2011 werkzaam als onderzoeker en hoofd van een onderzoeksgroep aan de universiteit Bayreuth in Duitsland, waar hij eerder ook gestudeerd heeft en in 20008 gepromoveerd is. Van 2008 tot 2011 was hij postdoctoraal onderzoeker in Castelldefels (Barcelona), bij het Institute of Photonic Sciences (ICFO). Vanaf 1 oktober is hij hoogleraar Optical Spectroscopy of Functional Nanosystems bij het Zernike Instituut aan de RUG.