Industrie + Technik

UPM und BASF kooperieren | Das finnische Materialunternehmen UPM und der Chemiekonzern BASF arbeiten für Verpackungen zusammen: UPM-Papiere und wasserbasierte Harze von BASF ermöglichen Materialien, die etwa Lebensmittel vor Umwelteinflüssen schützen. Die papiernen Alternativen sollen Plastik ersetzen und Recycling vereinfachen.Symrise in Barcelona | Der Holzmindener Duft- und Geschmacksstoffhersteller Symrise hat den Standort in Parets del Vallès bei Barcelona ausgebaut. Dies erweitert die Kapazitäten für Lebensmittel und Getränke und vernetzt Südeuropa mit Afrika und dem Nahen Osten. Außer Laboren für Fertiggerichte und Kulinarik installierte Symrise eine großtechnische Mischanlage für Pulverprodukte, Solaranlagen und ein Wasseraufbereitungssystem.Biontech schließt Standorte | Biontech will die Produktionsstandorte in Idar-Oberstein, Marburg und Singapur sowie die des im Januar übernommenen Biotechunternehmens Curevac schließen. Davon sind insgesamt bis zu 1860 Stellen betroffen. Mit diesen und weiteren Maßnahmen will das Unternehmen bis zum Jahr 2029 jährlich 500 Mio. Euro sparen und die Onkologie-Pipeline in Richtung Kommerzialisierung vorantreiben. Die Konsolidierungsmaßnahmen beeinträchtigen Biontech zufolge voraussichtlich nicht den kommerziellen oder klinischen Bedarf und vertragliche Verpflichtungen, da die Kapazitäten an den betroffenen Standorten in den kommenden 24 Monaten nicht ausgelastet oder redundant sein werden.Evonik in der Slowakei | Das Essener Unternehmen Evonik erweitert die biotechnischen Produktionskapazitäten der slowakischen Tochter Fermas in Slovenská Ľupča für etwa 80 Mio. Euro, und zwar in der Fermentation und Downstream-Verarbeitung für mehr Wirkstoffe für Pharmakunden. Bereits im Jahr 2022 war bei Fermas eine Anlage entstanden, in der Bakterien das Glykolipid Rhamnolipid produzieren. Nun stellt Evonik nach eigenen Angaben als erstes Unternehmen weltweit dort im Industriemaßstab Biotenside auf Basis von Glykolipiden her.Westlake Vinnolit übernimmt Vynova Wilhelmshaven | Der seit der Insolvenzanmeldung im Dezember 2025 eingesetzte Insolvenzverwalter des PVC-Herstellers Vynova Wilhelmshaven hat mit dem US-Chemiekonzern Westlake eine Absichtserklärung unterzeichnet: Westlake Vinnolit, eine deutsche Tochter Westlakes, will den Vynova-Produktionsstandort für Vinylchlorid und Polyvinylchlorid in Wilhelmshaven und alle etwa 350 Beschäftigten übernehmen. Westlake Vinnolit hat etwa 1400 Beschäftigte in Bayern und Nordrhein-Westfalen. Bis zum Vollzug der Transaktion, den der Verwalter im Juni erwartet, bleibt Vynova Wilhelmshaven in die Vynova-Gruppe eingebunden und arbeitet als Lohnveredler für die belgische Schwestergesellschaft Vynova Belgium.Brenntag: Neue Biopharma-Marke | Die neue Marke Byphar soll dem Chemikalienhändler Brenntag zufolge „Qualität, Effizienz und Flexibilität in jede Phase der biopharmazeutischen Herstellung bringen“. Sie soll Biotechunternehmen, Impfstoffhersteller und Diagnostikunternehmen unterstützen, etwa beim Fertigen rekombinanter Proteine, von Zell- und Gentherapeutika und nukleinsäurebasierten Produkten.Zu Brenntag-Partnern zählen der rheinland-pfälzische Phosphathersteller Budenheim, der belgische Zitronensäurehersteller Citribel, das Kasseler Unternehmen K+S mit pharmazeutischen Salzen wie Natrium- und Kaliumchlorid und der irische Acetatproduzent Kerry.BASF: Neue Anlagen in Betrieb | Der Geschäftsbereich Aroma Ingredients des Ludwigshafener Unternehmens BASF hat im ersten Quartal drei Anlagen in Betrieb genommen: zwei Anlagen für Menthol und Linalool in Ludwigshafen sowie eine Citral-Anlage in Zhanjiang, China. Diese beliefert den lokalen Markt und die nachgelagerte Produktion, inklusive der Menthol- und Linalool-Anlagen in Ludwigshafen. Menthol ist in Produkten für die Mund- und Körperpflege, in Aromastoffen für Süßwaren und in Pharmaprodukten. Linalool ist ein Lavendelaromastoff für Waschmittel, Haushaltspflegeprodukte, Körperpflege und Parfüm.Shimadzu kauft Plasmion | Der japanische Hersteller für Geräte der instrumentellen Analytik Shimadzu erwirbt das Augsburger Start-up Plasmion. Plasmions Massenspektrometrie(MS)-Ionenquellentechnik „Soft Ionization by Chemical Reaction In Transfer“ (Sicrit) und damit verbundene Techniken sollen das MS-Geschäft von Shimadzu stärken. Mit Sicrit lassen sich Analyten anders als bei anderen Verfahren ohne Vorbehandeln ionisieren und analysieren. Die Plasmion-Gründer Thomas Wolf und Jan-Christoph Wolf behalten nach der Übernahme 25 Prozent der Unternehmensanteile und bleiben in der Geschäftsführung.Lanxess stoppt Chemondis | Den Betrieb des Online-Marktplatzes Chemondis hat der Kölner Chemiekonzern Lanxess eingestellt. Die B2B-Plattform für chemische Produkte ging im Jahr 2017 aus einer konzernweiten Digitalisierungsinitiative hervor.Budenheim und Qolortech | Das rheinland-pfälzische Chemieunternehmen Budenheim hat das niederländische Unternehmen Qolortech vollständig integriert. Den Hersteller konzentrierter Farb- oder Additivmischungen in einem polymeren Trägermaterial (Masterbatch) hatte Budenheim im Jahr 2020 übernommen. Die Misch- und Aufbereitungsanlagen (Compoundieranlagen) und Anwendungslabore im niederländischen Vaassen führen nun Budenheims Additivchemie und Masterbatch-Formulierung zusammen.Tecan und Nvidia | Die Schweizer Tecan-Gruppe will zusammen mit dem US-amerikanischen Chipunternehmen Nvidia Programme entwickeln, die mit künstlicher Intelligenz (KI) schneller Forschungsergebnisse liefern. Tecan automatisiert Labore bisher etwa mit Pipetten. Nun soll KI Labordaten nutzen, um die nächsten Arbeitsschritte zu planen.Tesa und Aumovio kooperieren | Der Klebebandhersteller Tesa aus Norderstedt und Aumovio, Spin-Off des Continental-Unternehmensbereichs Automotive, arbeiten zusammen. Im neuen Verfahren bringt ein Roboter für Autodisplays Kleber mit einer Streifenbreite von 2 mm auf, das ergibt so dünne Displayränder wie bei Smartphones. Die Verbindung sei sofort belastbar, lösbar und dadurch leicht zu recyceln. Zudem lassen sich mit dem neuen Kleber Displaybaugruppen im Produktionsprozess oder im Servicefall austauschen und nachbearbeiten, ohne das komplette Displaymodul zu ersetzen.Maren Bulmahn <a href="mailto:mb@mb-recherche.de">mb@mb-recherche.de</a>Pflanzenschutz- und Düngemittelmarkt | Die im Industrieverband Agrar (IVA) organisierten Betriebe haben im Jahr 2025 im Geschäft mit dem deutschen Pflanzenschutzgroßhandel etwa 1,3 Mrd. Euro umgesetzt, 4,3 Prozent mehr als im Vorjahr. Treiber war der auf 606 Mio. Euro gestiegene Herbizidumsatz, der mit vorgezogenen Käufen infolge unklarer Zulassungsfragen zusammenhing (+18,6 %, Grafik). Der Fungizidumsatz sank dagegen auf 451 Mio. Euro, was am überwiegend trockenen Wetter lag (–4,9 %). Mit Insektiziden setzten die Unternehmen 129 Mio. Euro um (–7,2 %). Wirkstoffe waren weggefallen, ohne dass Alternativen auf den Markt kamen. Für die Zeitschrift Topagrar liegt das an der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa): Es zähle nicht nur das Risiko, das vom Produkt in der Spritzbrühe ausgeht, sondern die Gefahr eines einzelnen Stoffes in konzentrierter Form.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpozb0d7hdmr07t4298kp5gy" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264159174_gra_0001_a_f14326e435.png">So viel mehr oder weniger Absatz und Umsatz machten Pflanzenschutz- und Düngemittelindustrie im Jahr 2025 verglichen mit dem Vorjahr.Auf dem Düngemittelmarkt wird mit verkauften Tonnen gerechnet statt mit umgesetzten Euro. Der Stickstoffdüngerabsatz wuchs um 3,8 Prozent auf 1,1 Mio. Tonnen N. Der Phosphatdüngerabsatz sank auf 139 740 Tonnen P, der von Kalidüngemitteln stieg auf 340 350 Tonnen K. Der Kalkdüngerabsatz stieg auf 3,7 Mio. Tonnen CaO. Ursächlich waren die guten Witterungsbedingungen während der Hauptausbringzeit nach der Getreideernte: trocken und nicht zu heiß.Bayer und BP | Der Leverkusener Agrarchemie- und Pharmakonzern Bayer und das britische Mineralölunternehmen BP wollen die Ölsaat Camelina (Leindotter, Foto) als Rohstoff für Biokraftstoffe vermarkten – zunächst in Nordamerika. Die Unternehmen wollen die wachsende Nachfrage für Biodiesel, erneuerbaren Diesel sowie nachhaltige Flugkraftstoffe bedienen und mit dem Camelina-Saatgut eine neue Einnahmequelle für Landwirte schaffen. KK<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpozb3a3hhuu07uxx8xxz4vd" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264159174_gra_0002_a_a995750654.png">Foto: Wirestock / Adobe Stock

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UPM und BASF kooperieren | Das finnische Materialunternehmen UPM und der Chemiekonzern BASF arbeiten für Verpackungen zusammen: UPM-Papiere und wasserbasierte Harze von BASF ermöglichen Materialien, die etwa Lebensmittel vor Umwelteinflüssen schützen. Die papiernen Alternativen sollen Plastik ers...

Was physikalisch unmöglich scheint, gelingt mit Upconversion-Nanopartikeln aus Seltenen Erden: energiearmes Nahinfrarot-Licht in energiereicheres ultraviolettes wandeln. Das eröffnet Anwendungen in der Medizin, Biologie und Photochemie.Dem Energieerhaltungssatz zufolge kann ausgesendetes Licht nicht mehr Energie haben als das Anregungslicht. Mitte des 20. Jahrhunderts postulierte Nicolaas Bloembergen allerdings die <link href="#nadc20264156252-fig-0001">Upconversion, durch die sich mehrere Photonen nahinfraroten Lichts (NIR) in ein einzelnes Photon sichtbarer oder ultravioletter (UV) Strahlung umwandeln lassen (Abbildung S. 40).1) Im Gegensatz zur Fluoreszenz, bei der Licht Energie verliert, lässt sich durch Upconversion scheinbar Energie gewinnen. Im Jahr 1966 bestätigte François Auzel diese Theorie experimentell. Er beobachtete die Upconversion an lanthanoiddotierten Festkörpern unter Infrarotbestrahlung und maß die dabei entstehende sichtbare Emission spektroskopisch.<figure xml:id="nadc20264156252-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpoz3ce9hda007umwojfpsn1" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264156252_fig_0001_a_c967661986.png"><figcaption><label>Abb.1: </label>Energieübertragung in Upconversion-Nanopartikeln.</figcaption></figure></figure>Somit war Upconversion zwar bekannt, funktionierte aber zunächst nur in Bulkmaterialien wie Festkörpern und Gläsern. Erst durch Fortschritte in der Synthese kolloidal stabiler Nanopartikel in den 1990er Jahren ließen sich <link href="#nadc20264156252-fig-0002">Upconversion-Nanopartikel (UCNPs) mit kontrollierter Größe und reproduzierbar herstellen.2) Seitdem arbeiten Physiker:innen, Chemiker:innen und Materialwissenschaftler:innen daran, UCNPs zu optimieren und für analytische, mikroskopische und photochemische Anwendungen nutzbar zu machen.<figure xml:id="nadc20264156252-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpoz3fodhdco07umy7rj6tm0" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264156252_fig_0002_a_3dba32a289.png"><figcaption><label>Abb.2: </label>Upconversion-Nanopartikel, angeregt im Nahinfraroten, emittieren sichtbares oder ultraviolettes Licht. Foto: Naomi Weitzel, Thomas Hirsch</figcaption></figure></figure>Licht ist ein wichtiges Werkzeug der modernen Chemie, besonders hochenergetisches ultraviolettes. Es dient etwa der Photokatalyse, Sterilisation, Wasserentkeimung, Photolithographie zur Halbleiterfertigung und hilft bei UV-induzierten Polymerisationen oder DNA-Schädigungsmodellen in der Biologie. UV-Licht hat jedoch Nachteile: Photoschädigung, störende Fluoreszenzsignale in biologischen Proben, geringe Material- und Gewebepenetration – in biologisches Gewebe dringt UV-Licht nur wenige Mikrometer tief ein, Infrarot dagegen bis zu mehrere Zentimeter.3) Helfen können UCNPs. Deren Emissionssignal ist blauverschoben gegenüber dem Anregungslicht – anders als bei der Fluoreszenz, bei der es zu einer Rotverschiebung kommt.<h2 type="main">In der Biologie und Photochemie</h2>Durch Anregen mit NIR-Licht lassen sich Hintergrundsignale unterdrücken, etwa die Autofluoreszenz biologischer Proben durch NADH, Flavine oder Kollagen. Schnellteststreifen und Mikrotiterplattenassays zum Nachweis von Krankheitserregern, Hormonen, Umweltschadstoffen oder Lebensmittelkontaminanten nutzen beispielsweise UCNPs.4) Diese liefern nicht nur qualitative Ergebnisse, sondern können Zielanalyten wie Proteine, Nukleinsäuren oder kleine Moleküle auch quantifizieren. Wegen der schmalbandigen und hintergrundarmen Emissionssignale geht das noch bis zu femtomolaren Konzentrationen.5)In der Mikroskopie dienen UCNPs als Marker für biologische Strukturen. Ihr Vorteil gegenüber klassischen Fluorophoren oder Quantenpunkten: Sie sind photostabil – das Emissionssignal bleicht auch bei längerer Anregung nicht aus.6) Klassische organische Fluorophore verlieren ihre Emissionsintensität oft nach wenigen Minuten kontinuierlicher Beleuchtung, bei UCNPs nimmt die Intensität selbst über Stunden nicht messbar ab.Zudem lässt sich die Emission von UCNPs steuern. Durch die Wahl der Dotierionen lässt sich die Emissionswellenlänge festlegen, und Dotierkonzentrationen sowie Anregungsintensität bestimmen die absoluten Intensitäten und Intensitätsverhältnisse sowie den daraus resultierenden Farbeindruck. Daher eignen sich UCNPs auch für superhochauflösende Mikroskopiemethoden wie Stimulated-Emission-Depletion(STED)-Mikroskopie.7)In der Biomedizin und Pharmazie transportieren UCNPs etwa Wirkstoffe an bestimmte Wirkorte und setzen sie dort frei oder dienen der Tumortherapie mit lichtaktivierbaren Substanzen. Großes Potenzial bieten UCNPs zudem für das Steuern biologischer Prozesse in zentimetertiefen Gewebeschichten mit NIR-Licht. Solche Anwendungen befinden sich allerdings noch in der Grundlagenforschung oder frühen Entwicklungsphasen wie präklinischen Studien. Denn es ist schwierig, UCNPs biokompatibel und ungiftig für lebende Organismen zu machen, sodass die Partikel etwa keine unerwünschte Immunreaktion hervorrufen oder sich unkontrolliert in Organen anreichern.Abseits biologischer Anwendungen lassen sich UCNPs in der Photochemie als nanoskalige Lichtwandler nutzen, um energieintensive photochemische Reaktionen indirekt anzuregen.8) So lassen sich photochemische Prozesse auch mit niederenergetischem Licht realisieren, etwa in stark streuenden oder absorbierenden Medien wie biologischem Gewebe oder Polymermatrizen.<h2 type="main">Seltene Erden</h2>Das Geheimnis der Lichtkonversion in UCNPs liegt in ihrer chemischen Zusammensetzung aus Seltenen Erden mit besetztem 4f-Orbital. Grundsätzlich gelten spektroskopische Übergänge in den 4f-Elementen nach den Regeln der Quantenmechanik als verboten. Bestimmte Faktoren weichen diese Regeln jedoch auf. Dazu gehört das Einbetten von Lanthanoidionen in eine Kristallmatrix, was diese Übergänge wahrscheinlicher und optisch nutzbar macht. Angeregte Zustände in den Lanthanoiden sind ungewöhnlich langlebig: Die Abklingzeiten betragen Mikro- bis Millisekunden; typische organische Fluorophore haben Lebensdauern von nur wenigen Nanosekunden. Daher können Elektronen in Lanthanoiden länger auf einem Niveau bleiben und mit einem weiteren NIR-Photon noch höher angeregt werden. So erreichen die Elektronen schrittweise höhere Energieniveaus, als würden sie eine Leiter hinaufklettern. Wie hoch diese Energieleiter reicht und welche Emissionsbanden entstehen, hängt vom Seltenerdion ab. Obwohl sich fast alle Seltenerdionen als Dotierionen eignen, haben sich Ytterbium, Erbium und Thulium durchgesetzt. Das hat physikalische und praktische Gründe: Yb3+ hat eine einfache Energieniveaustruktur mit einer einzigen Absorptionsbande bei 980 nm, die verglichen mit anderen Lanthanoiden hoch ist und zudem gut zu günstigen Laserdioden passt. Die Energieniveauabstände von Er3+ und Tm3+ erlauben eine effiziente Upconversion. Alle drei sind zudem verhältnismäßig günstig und in der Synthese einfach handhabbar.Ytterbium dient als Sensibilisator: Es absorbiert das niedrigenergetische NIR-Anregungslicht und überträgt die aufgenommene Energie auf Erbium- oder Thuliumionen. Diese werden dann durch aufeinanderfolgende Energieübertragungen in so hohe Energieniveaus angehoben, dass sie sichtbares oder ultraviolettes Licht emittieren.Wie effizient die Upconversion ist, hängt ab von der chemischen Zusammensetzung der Partikel, der Art und Konzentration der Dotierung sowie der räumlichen Anordnung der Seltenerdionen innerhalb der Nanostruktur. Variieren dieser Parameter ermöglicht, die Anregungs- und Emissionswellenlängen sowie deren Intensitäten anzupassen.<h2 type="main">Lawinen und Zwiebelschalen</h2>Der populärste UCNP basiert auf einem hexagonalen NaYF4-Wirtsgitter, dotiert mit zirka 20 Mol-%Ytterbium sowie vergleichsweise niedrigen Mengen Erbium und Thulium (zirka 2 beziehungsweise 0,2 Mol-%). Bei zu dicht gepackten Ionen im Kristallgitter besteht das Risiko von Energieverlusten: Durch Kreuzrelaxation tauschen zwei benachbarte angeregte Ionen Energie aus, und beide fallen auf ein niedrigeres Niveau; das Emissionssignal wird schwächer statt stärker. Deswegen galten höhere Konzentrationen von sowohl Erbium und Thulium als auch von Ytterbium seit den 1990ern als umstritten oder hinderlich, um die Emissionsintensität der Partikel zu verbessern. Erst im Jahr 2018 zeigten die Gruppen um Schuck, Cohen und Chan: Extrem hohe Dotierungen, teils um das Zehnfache höher als bis dahin üblich, erhöhen die Emissionsintensität gegenüber klassischen Partikelarchitekturen um den Faktor 100 und mehr.9) Unter bestimmten Bedingungen, nämlich besonders hohen Anregungsintensitäten über 104 W · cm–2 und bei bestimmten Kristallstrukturen, lässt sich das zum Photon-Avalanche-Effekt steigern: Hohe Lanthanoidkonzentrationen von 8 Mol-% und mehr lösen einen nichtlinearen, sich selbst verstärkenden Prozess ähnlich einer Kettenreaktion aus, und das Emissionssignal nimmt sprunghaft mit der Anregung zu. Auf diesem lawinenartigen Anstieg der Emissionsintensität beruht der Name des Effekts (engl. avalanche = Lawine).10)Sind unterschiedliche Seltenerdionen nicht homogen in einem Partikel verteilt, sondern in Schichten angeordnet – ähnlich einer <link href="#nadc20264156252-fig-0003">Zwiebelschale (Abbildung S. 41) –, lassen sich Absorption, Energiewanderung und Energieübertragung räumlich voneinander trennen und unabhängig voneinander optimieren. Das führt zu Emissionen bis in den fernen UV-Bereich (210 bis 250 nm) – allein durch Anregen mit energiearmem NIR-Licht.11) Die Schalen wirken zudem als Schutzmantel gegen Lumineszenzauslöschung, für die die Partikel an der Oberfläche besonders anfällig sind. Wie stark die Auslöschung ist, entscheidet das umgebende Medium: Wasser hat beispielsweise durch vibrational quenching einen erheblichen negativen Einfluss auf die Emission; die O–H-Schwingungen des Wassers koppeln an die angeregten Zustände der Lanthanoidionen und entziehen ihnen nichtstrahlend Energie.<figure xml:id="nadc20264156252-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpoz3kfsh8ch07t4x4ze8fq9" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264156252_fig_0003_a_dba1c703be.png"><figcaption><label>Abb.3: </label>Transmissionselektronenmikroskopie-Aufnahme und Aufbau eines Kern-Multischalen-Nanopartikels mit Seltenerd-Dotierung.</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Oberflächenchemie</h2>Kompensieren lassen sich Auslöschungseffekte nicht nur durch die Zwiebelschalenstruktur, sondern auch durch Oberflächenmodifikation. Anzahl und Art stabilisierender Liganden sind dafür anzupassen. Wie bei nahezu allen Nanomaterialien ist es wichtig, Agglomeration zu vermeiden. Am häufigsten erfolgt das durch Ölsäureliganden an der Oberfläche. Die langkettige Fettsäure koordiniert mit ihrer polaren Carboxyl-Kopfgruppe an die positiv geladene Oberfläche der anorganischen Nanopartikel, während der lange Alkylrest durch sterische Abstoßung kolloidale Stabilität in unpolaren Medien erzeugt.Für biologische Anwendungen eignet sich diese Art der Stabilisierung jedoch meistens nicht, weil die Partikel in wässrigen Medien zu dispergieren sind. Ligandenaustauschreaktionen oder Umhüllen der Partikel mit Silica, Polymeren oder biomolekularen Schichten helfen, die UCNPs in wässrige Medien zu überführen.2) Funktionelle Gruppen an der Oberfläche dienen weiteren Modifikationen für spezifische Anwendungen. An Carboxyl- oder Amingruppen sowie über Biotin/Streptavidin-Systeme lassen sich Antikörper, Aptamere oder Peptide für die Biosensorik koppeln, über Thiolgruppen Goldnanopartikel oder Proteine, und Polyethylenglykol verbessert die Blutkreislaufzeit von UCNPs im Körper.Ein besonders eleganter Ansatz: molekulare Selbstorganisation, beispielsweise biomimetischer Moleküle. Partikel mit einer solchen selbstorganisierten Doppelschicht sind in wässrigen und physiologischen Medien chemisch und kolloidal stabil sowie biokompatibel. Zudem bleibt die Lumineszenz weitgehend erhalten, liegt also bei mehr als 80 bis 90 Prozent der Intensität unmodifizierter Partikel in organischem Lösungsmittel.12,13)Die Oberflächenchemie bestimmt, für welche Anwendungen sich die UCNPs eignen, wie biokompatibel und stabil sie beim Lagern oder in der jeweiligen Anwendungsumgebung sind. In biologischen Medien heften sich beispielsweise häufig Proteine, Lipide und andere Biomoleküle an die Partikel und bilden eine Protein-Corona, die die ursprüngliche Oberflächenchemie stark verändern kann und die Lumineszenz um 20 bis 50 % dämpft. Derzeit arbeiten Forschende deshalb daran, diese Probleme mit neuen Oberflächenmodifikationen zu lösen.<h2 type="main">Auf den Punkt</h2>Upconversion wandelt mehrere Photonen energiearmen Lichts in ein einzelnes energiereicherer Strahlung.Eine solche Lichtkonversion lässt sich mit Kern-Multischalen-Nanopartikeln realisieren, die mit Seltenen Erden dotiert sind.Upconversion-Nanopartikel eignen sich etwa für medizinische Schnellteststreifen, als mikroskopische Marker für biologische Strukturen oder pharmazeutische Wirkstofftransporter.<h2 type="main">Die Autor:innen</h2>Diesen Beitrag haben Naomi Weitzel (oben) und Thomas Hirsch verfasst. Weitzel ist Doktorandin in Hirschs Gruppe an der Universität Regensburg. Sie forscht zu funktionalen Nanomaterialien, insbesondere Upconversion-Nanopartikeln für Photochemie und Analytik, und engagiert sich in Wissenschaftskommunikation und Nachwuchsförderung. Hirsch ist Privatdozent für Analytische Chemie an der Universität Regensburg und Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie (IZI-BB). Er arbeitet an Sensorsystemen sowie funktionalen Nanomaterialien für Analytik und Diagnostik.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpoz3nr6h8lg07t4sgemywdk" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264156252_gra_0001_a_9836299547.png"><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmpoz3qg2h8oo07t41fxnpgke" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264156252_gra_0002_a_dff3d9d642.png"><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264156252-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264156252-bib-0001">1 F. Auzel, J. Lumin. 2020, 223, 116900</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0002">2 M. Haase, H. Schäfer., Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5808–5829</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0003">3 L. Finlayson, I. R. M. Barnard, L. McMillan et al., Photochem. Photobiol. 2022, 98, 974–981</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0004">4 Uniogen-Website: <a href="https://uniogen.com/upcon/" target="_blank">uniogen.com/upcon/</a>, abgerufen am 24.05.2024</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0005">5 J. C. Brandmeier, N. Jurga, T. Grzyb et al., Anal. Chem. 2023, 95, 4753–4759</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0006">6 H. H. Gorris, U. Resch-Genger, Anal. Bioanal. Chem. 2017, 409, 5875–5890</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0007">7 Y. Li, Y. Lu, X. Yang et al., Nature 2017, 543, 229–233</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0008">8 N. Weitzel, A. Tsudskiridze, J. Barmowski, B. König, T. Hirsch, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202511247</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0009">9 B. Tian, A. Fernandez-Bravo, H. Najafiaghdam et al., Nat. Commun. 2018, 9, 3082</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0010">10 C. Lee, E. Z. Xu, Y. Liu et al., Nature 2021, 589, 230–235</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0011">11 Q. Su, H.-L. Wei, Y. Liu et al., Nat. Commun. 2021, 12, 4367</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0012">12 S. Märkl, A. Schroter, T. Hirsch, Nano Lett. 2020, 20, 8620–8625</li><li xml:id="nadc20264156252-bib-0013">13 S. Märkl, F. Przybilla, R. Rachel et al., Sci. Rep. 2024, 14, 30610</li></ul>

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