3. Nobelpreise für Prozesse mit Licht
Logischerweise beruhen die oben genannten Anwendungen auf umfangreicher und tiefgreifender Forschungsarbeit. Die wissenschaftliche Erforschung von Photoprozessen und photoaktiven Materialien ist in jüngster Zeit häufig mit Nobelpreisen ausgezeichnet worden: Im Jahr 2016 haben sich Bernard Lucas Feringa, James Fraser Stoddart und Jean-Pierre Sauvage den Nobelpreis für Chemie geteilt. Sie haben grundlegende Arbeiten bei der Konzeption und Synthese intelligenter Materialien mit molekularen Schaltern geleistet. Damit kann beispielsweise die pharmakologische Wirkung eines Medikaments durch Licht verschiedener Farben ein- und ausgeschaltet oder ein Nano-Motor angetrieben werden. Mit photoaktiven molekularen Schaltern lassen sich viele makroskopische Eigenschaften von Materialien mit Licht an- und aus- oder hin- und herschalten, z.B. die Farbe, die Fluoreszenz, die Viskosität, die Elastizität, die elektrische Leitfähigkeit und die katalytische Wirkung.
Die gewünschte Eigenschaft solcher „intelligenten“ Materialien kann ohne Zugabe einer Chemikalie und ohne Zufuhr von Wärme oder elektrischer Energie, sondern durch bloße Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge auch aus der Ferne geschaltet werden. Der Göttinger Physiker Stefan Walter Hell erhielt 2014 den Nobelpreis für Chemie, weil er ein über 100 Jahre altes physikalisches Dogma, wonach Objekte, die kleiner als 200 Nanometer sind, im Lichtmikroskop nicht scharf sichtbar gemacht werden können, mithilfe photochemischer und photophysikalischer Prozesse ausgetrickst hat. Er hat nicht nach besseren Linsen für die Mikroskope gesucht, sondern nach Molekülen mit passenden Eigenschaften für das AN- und AUS-Schalten von Fluoreszenz. So entstand die STED-Mikroskopie (Stimulated Emission Depletion), bei der Fluoreszenz an einer Sorte von Molekülen ein- und ausgeschaltet wird. Es war der zum Durchbruch in der superauflösenden Mikro- und Nanoskopie die insbesondere in der Medizin bahnrechende Entwicklungen einleitete.
