lichtgetriebenen

Lichtgetrieben bezeichnet Prozesse, Geräte oder Materialien, die durch Lichtenergie angetrieben, ausgelöst oder gesteuert werden. Der Begriff wird in verschiedenen Wissenschaftsbereichen verwendet, um darauf hinzuweisen, dass Licht als primäre Energiequelle oder als Signal fungiert. Typische Anwendungsfelder reichen von der Energieumwandlung über die optische Reaktionsteuerung bis hin zu lichtempfindlichen Materialien und molekularen Maschinen.

Anwendungsfelder umfassen die Photokatalyse und Photoredoxreaktionen in der Chemie, optogenetische Verfahren in der Biologie zur Steuerung zellulärer Prozesse, sowie lichtgetriebene Materialien, etwa photoresponsive Polymere und Flüssigkristalle. In der Energie- und Elektroniktechnik kommen Solarzellen, Photodetektoren und andere lichtgetriebene Bauelemente zum Einsatz. Auf der Nanoskala arbeiten Wissenschaftler an lichtgetriebenen Molekülmotoren, die sich durch Licht drehen oder bewegen lassen, sowie an lichtgesteuerten Mikro- und Nanomaschinen.

Die zugrunde liegenden Mechanismen umfassen photochemische Reaktionen, die durch Photoneneinstrahlung zu Ladungstransfers oder Reaktionspfaden führen, sowie Photothermie, bei der Licht Energie in Wärme umgewandelt wird, um Materialveränderungen zu erzeugen. Licht ermöglicht räumlich und zeitlich präzise Steuerung, da Photonen lokal eingesetzt werden können. Herausforderungen betreffen Effizienz, Stabilität, Materialalterung und potenzielle Lichtschäden in biologischen Systemen.

Historisch ist der Begriff eng mit Entwicklungslinien der Lichtquantenmechanik, der Photoelektrizität und der Erforschung lichtgetriebener Systeme verbunden. In den letzten Jahrzehnten haben sich lichtgetriebene Konzepte in Wissenschaft und Technik weiter verbreitet, etwa in der nachhaltigen Energie, der Katalyse und der medizinischen Forschung, wo Licht als saubere und präzise steuerbare Energiequelle genutzt wird.