Photochemie

Die Photochemie interessiert sich für alle chemischen Vorgänge, die entweder durch Licht ausgelöst werden, durch Licht verändert werden können oder zu der Abgabe von Licht führen. Licht umfasst hierbei sowohl den sichtbaren Anteil des elektromagnetischen Spektrums als auch energiereichere (UV- und Röntgenbereiche) oder energieärmere Strahlungsbereiche (Infrarotlicht). Licht als Reagenz und Werkzeug eröffnet neue Möglichkeiten für die Etablierung von modernen Technologien in der modernen Arbeitswelt.

Photochemiker*innen erforschen die Wechselwirkungen, die zwischen Licht und Materie auftreten können, und analysieren die chemischen, physikalischen und elektronischen Veränderungen lichtaktiver Verbindungen. So können chemische Reaktionen unter dem Einfluss von Licht völlig anders ablaufen als ohne Licht. Ein prominentes Beispiel für eine Reaktion, in der Licht eine zentrale Rolle spielt, ist die natürliche Photosynthese, dem wichtigsten chemischen Prozess auf unserer Erde.

Licht kann aber auch unter dem Einsatz synthetischer, menschengemachter Konstruktionen in elektrische Energie umgewandelt (Solarzellen) oder zur regenerativen Erzeugung von Energieträgern wie Wasserstoff eingesetzt werden und somit die Energieversorgung der Menschheit in der Zukunft sichern. Umgekehrt kann mittels Photochemie die Effizienz von Lichtquellen gesteigert werden, wie dies am Beispiel von immer besser werdenden LEDs in den letzten Jahren gezeigt wurde. Auch die rasante Entwicklung der organischen Elektronik z.B. in Displays wäre ohne die Photochemie nicht denkbar.

Wiederkehrende Fragestellungen photochemischer Forschung sind, warum und wie diese Prozesse verlaufen, wieso sich Atome und Moleküle unterschiedlich verhalten, wenn sie durch Licht angeregt werden, und wie man dies für technische Anwendungen ausnutzen kann.

Die Photochemie beschäftigt sich auch mit analytischen Fragestellungen und versucht durch die Anwendung apparativ anspruchsvoller Methoden mit hohem Automatisierungsgrad mehr über Vorgänge herauszufinden, die sehr schnell ablaufen, manchmal im Bereich von Pikosekunden (10-12 Sekunden) oder gar schneller. Die Anwendung solch physikalisch-chemischer Methoden bildet einen Schwerpunkt der Photochemie, aber auch die (Weiter-)Entwicklung dieser Methoden in der Zusammenarbeit mit Physiker*innen, Biolog*innen und Ingenieur*innen eröffnet neue Möglichkeiten für die Praxis. 

Photochemiker*innen untersuchen die chemischen Grundlagen lichtinduzierter oder lichtfreisetzender Vorgänge und entwickeln auf der Basis dieser Erkenntnisse neue Anwendungen. Diese Anwendungen stehen in vielen Fällen auch im Zusammenhang mit wissenschaftlichen Fragestellungen aus den Nachbardisziplinen Physik, Biologie und Medizin bzw. den Spezialdisziplinen Photophysik und Photobiologie. Sie sind aber auch elementare Grundlage für die Entwicklung industrieller photochemischer Prozesse, die weit in die Ingenieurwissenschaften hineinragen. 
 

In den letzten Jahren hat die Bedeutung photochemischer Inhalte in der universitären Ausbildung und an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften enorm zugenommen. Dies zeigt sich unter anderem in den neuen Modulplänen der Bachelor- und Masterstudiengänge im Fach Chemie, in neuen Angeboten für spezielle Masterprogramme und auch in neuen großen Forschungsprojekten unter Beteiligung der Chemie und angrenzenden Gebieten der Ingenieurwissenschaften. 

Dies hat als Konsequenz, dass es heute an den Hochschulen ein vielseitiges Angebot an Lehrveranstaltungen und Forschungsmöglichkeiten rund um das Thema Photochemie gibt, welche sich zudem sehr gut in die Curricula zur Grünen (Nachhaltigen) Chemie etabliert hat. Viele naturwissenschaftliche, aber auch ingenieurtechnische Fakultäten oder Fachbereiche an Universitäten und Hochschulen für Angewandte Wissenschaften bieten Vorlesungen und Praktika auf diesem Gebiet an.

Die Ausbildung in den Bachelor- und Masterstudiengängen ist stark von den Forschungsgebieten der Dozent*innen bestimmt. Allerdings waren photochemische Grundlagen und Zusammenhänge immer schon Bestandteile der klassischen Chemieausbildung und werden verstärkt gebündelt und verzahnt. Verknüpfungen mit den Ingenieurwissenschaften und der Praxis sind heute alltäglicher Standard. Insgesamt spielt die Vielzahl interdisziplinärer photochemischer Themen bei einer Vielzahl unterschiedlicher Vorlesungen eine wichtige Rolle.

Photochemiker*innen arbeiten in der chemischen Industrie oder in Optik- und Elektronikunternehmen, der Lackindustrie, aufgrund ihrer instrumentellen Ausbildung, aber auch in der Analytik und angrenzenden Bereichen, an Hochschulen und Forschungszentren, an staatlichen und kommunalen Instituten und Ämtern, um lediglich einige Beispiele darzustellen. Sie beschäftigen sich mit Fragestellungen, die aus sehr unterschiedlichen Bereichen kommen können, wie beispielsweise chemische Prozesse, Analytik und Spektroskopie, elektronische Bauteile, Farbstoffe und Sensoren, optische Elemente und lichtgesteuerte Vorgänge, chemische und physikalische Trocknung von Beschichtungen. 

Von Photochemiker*innen wird sowohl ein tiefgehendes chemisches Wissen verlangt als auch ein sehr gutes physikalisch-analytisches Verständnis. Das bildet die Grundlage für ingenieurwissenschaftliches Denken. Ihre Expertise in den vielen Grenzbereichen zwischen Chemie, Biologie und Physik macht sie zu stark nachgefragten Fachleuten und Gesprächspartner*innen.

Die immer wichtiger werdenden Fragestellungen im Zusammenhang mit der zukünftigen Energieversorgung wie zum Beispiel energieeffiziente Prozesse und Bauteile, neue und effiziente Lichtquellen unter Einsatz nachhaltiger Ausgangsstoffe, neue Speicher- und Displaysysteme eröffnen ein faszinierendes Arbeitsgebiet mit zukunfts- und anwendungsorientierten Forschungs- und Arbeitsmöglichkeiten.

Fach

Die Photochemie interessiert sich für alle chemischen Vorgänge, die entweder durch Licht ausgelöst werden, durch Licht verändert werden können oder zu der Abgabe von Licht führen. Licht umfasst hierbei sowohl den sichtbaren Anteil des elektromagnetischen Spektrums als auch energiereichere (UV- und Röntgenbereiche) oder energieärmere Strahlungsbereiche (Infrarotlicht). Licht als Reagenz und Werkzeug eröffnet neue Möglichkeiten für die Etablierung von modernen Technologien in der modernen Arbeitswelt.

Photochemiker*innen erforschen die Wechselwirkungen, die zwischen Licht und Materie auftreten können, und analysieren die chemischen, physikalischen und elektronischen Veränderungen lichtaktiver Verbindungen. So können chemische Reaktionen unter dem Einfluss von Licht völlig anders ablaufen als ohne Licht. Ein prominentes Beispiel für eine Reaktion, in der Licht eine zentrale Rolle spielt, ist die natürliche Photosynthese, dem wichtigsten chemischen Prozess auf unserer Erde.

Licht kann aber auch unter dem Einsatz synthetischer, menschengemachter Konstruktionen in elektrische Energie umgewandelt (Solarzellen) oder zur regenerativen Erzeugung von Energieträgern wie Wasserstoff eingesetzt werden und somit die Energieversorgung der Menschheit in der Zukunft sichern. Umgekehrt kann mittels Photochemie die Effizienz von Lichtquellen gesteigert werden, wie dies am Beispiel von immer besser werdenden LEDs in den letzten Jahren gezeigt wurde. Auch die rasante Entwicklung der organischen Elektronik z.B. in Displays wäre ohne die Photochemie nicht denkbar.

Wiederkehrende Fragestellungen photochemischer Forschung sind, warum und wie diese Prozesse verlaufen, wieso sich Atome und Moleküle unterschiedlich verhalten, wenn sie durch Licht angeregt werden, und wie man dies für technische Anwendungen ausnutzen kann.

Die Photochemie beschäftigt sich auch mit analytischen Fragestellungen und versucht durch die Anwendung apparativ anspruchsvoller Methoden mit hohem Automatisierungsgrad mehr über Vorgänge herauszufinden, die sehr schnell ablaufen, manchmal im Bereich von Pikosekunden (10-12 Sekunden) oder gar schneller. Die Anwendung solch physikalisch-chemischer Methoden bildet einen Schwerpunkt der Photochemie, aber auch die (Weiter-)Entwicklung dieser Methoden in der Zusammenarbeit mit Physiker*innen, Biolog*innen und Ingenieur*innen eröffnet neue Möglichkeiten für die Praxis. 

Photochemiker*innen untersuchen die chemischen Grundlagen lichtinduzierter oder lichtfreisetzender Vorgänge und entwickeln auf der Basis dieser Erkenntnisse neue Anwendungen. Diese Anwendungen stehen in vielen Fällen auch im Zusammenhang mit wissenschaftlichen Fragestellungen aus den Nachbardisziplinen Physik, Biologie und Medizin bzw. den Spezialdisziplinen Photophysik und Photobiologie. Sie sind aber auch elementare Grundlage für die Entwicklung industrieller photochemischer Prozesse, die weit in die Ingenieurwissenschaften hineinragen. 
 

Studium

In den letzten Jahren hat die Bedeutung photochemischer Inhalte in der universitären Ausbildung und an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften enorm zugenommen. Dies zeigt sich unter anderem in den neuen Modulplänen der Bachelor- und Masterstudiengänge im Fach Chemie, in neuen Angeboten für spezielle Masterprogramme und auch in neuen großen Forschungsprojekten unter Beteiligung der Chemie und angrenzenden Gebieten der Ingenieurwissenschaften. 

Dies hat als Konsequenz, dass es heute an den Hochschulen ein vielseitiges Angebot an Lehrveranstaltungen und Forschungsmöglichkeiten rund um das Thema Photochemie gibt, welche sich zudem sehr gut in die Curricula zur Grünen (Nachhaltigen) Chemie etabliert hat. Viele naturwissenschaftliche, aber auch ingenieurtechnische Fakultäten oder Fachbereiche an Universitäten und Hochschulen für Angewandte Wissenschaften bieten Vorlesungen und Praktika auf diesem Gebiet an.

Die Ausbildung in den Bachelor- und Masterstudiengängen ist stark von den Forschungsgebieten der Dozent*innen bestimmt. Allerdings waren photochemische Grundlagen und Zusammenhänge immer schon Bestandteile der klassischen Chemieausbildung und werden verstärkt gebündelt und verzahnt. Verknüpfungen mit den Ingenieurwissenschaften und der Praxis sind heute alltäglicher Standard. Insgesamt spielt die Vielzahl interdisziplinärer photochemischer Themen bei einer Vielzahl unterschiedlicher Vorlesungen eine wichtige Rolle.

Beruf

Photochemiker*innen arbeiten in der chemischen Industrie oder in Optik- und Elektronikunternehmen, der Lackindustrie, aufgrund ihrer instrumentellen Ausbildung, aber auch in der Analytik und angrenzenden Bereichen, an Hochschulen und Forschungszentren, an staatlichen und kommunalen Instituten und Ämtern, um lediglich einige Beispiele darzustellen. Sie beschäftigen sich mit Fragestellungen, die aus sehr unterschiedlichen Bereichen kommen können, wie beispielsweise chemische Prozesse, Analytik und Spektroskopie, elektronische Bauteile, Farbstoffe und Sensoren, optische Elemente und lichtgesteuerte Vorgänge, chemische und physikalische Trocknung von Beschichtungen. 

Von Photochemiker*innen wird sowohl ein tiefgehendes chemisches Wissen verlangt als auch ein sehr gutes physikalisch-analytisches Verständnis. Das bildet die Grundlage für ingenieurwissenschaftliches Denken. Ihre Expertise in den vielen Grenzbereichen zwischen Chemie, Biologie und Physik macht sie zu stark nachgefragten Fachleuten und Gesprächspartner*innen.

Die immer wichtiger werdenden Fragestellungen im Zusammenhang mit der zukünftigen Energieversorgung wie zum Beispiel energieeffiziente Prozesse und Bauteile, neue und effiziente Lichtquellen unter Einsatz nachhaltiger Ausgangsstoffe, neue Speicher- und Displaysysteme eröffnen ein faszinierendes Arbeitsgebiet mit zukunfts- und anwendungsorientierten Forschungs- und Arbeitsmöglichkeiten.

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