SFB 858: Synergetische Effekte in der Chemie - Von der Additivität zur Kooperativität (SFB 858)

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Der Sonderforschungsbereich nutzt sogenannte kooperative Effekte zum Aufbau und zur Aktivierung chemischer Systeme. Der Begriff der Kooperativität entstammt ursprünglich der Biologie. Er beschreibt hier die gegenseitige Beeinflussung von Einzelkomponenten eines Mehrteilchensystems, woraufhin die chemische Wirkung moduliert wird. Die Effizienz solcher biochemischen Umsetzungen beruht dabei auf dem sorgfältigen räumlichen und zeitlichen Zusammenführen und Abgrenzen chemisch aktiver Einheiten in einem Mehr-Teilchen-Szenario. Herkömmliche chemische Reaktionen lassen sich in der Regel als Zwei-Körper-Szenario mit nur einer aktivierenden Einheit beschreiben. Wir glauben, dass das große Potenzial kooperativer Effekte als Design-Element in der synthetischen Chemie noch nicht angemessen genutzt wird, obschon der Kooperativitätsbegriff in jüngster Zeit vermehrt Anwendung auch in den Disziplinen der Chemie und der Physik findet. Es fehlt hier jedoch an einem grundlegenden Ordnungsprinzip. Biochemische Fragestellungen hingegen gehen häufig nicht über physiologische Untersuchungen hinaus. Wir wollen das Zusammenwirken chemischer Systeme (Atome, Moleküle, Aggregate, Oberflächen) umfassender interpretieren. Unter Einbeziehung fundierter theoretischer und experimenteller Betrachtungen möchten wir die aus den einzelnen Forschungsrichtungen resultierenden Erkenntnisse zu gemeinsam gültigen, grundlegenden Prinzipien bündeln und weiterentwickeln. Wir suchen dabei ein tiefgreifendes Verständnis der Kooperativität auf molekularer Ebene. Auf dem Gebiet der Molekülchemie sollen existierende kooperative Effekte in der (dualen) Katalyse oder der Chemie antagonistischer Paare identifiziert und als solche charakterisiert werden, um beispielsweise neue chemische Reaktivität zu entwickeln oder bekannte Umsetzungen effizienter zu gestalten. Biologische und auch anorganisch-physikalische Oberflächen sollen als aktive Komponenten eines Mehr-Teilchen-Szenarios bei der Beschreibung chemischer Prozesse erfasst und zur Erzeugung von chemischen (Reaktivität, Selektivität) oder physikalischen Phänomenen ausgenutzt werden. Zudem sollen kooperative Effekte in biochemischen Prozessen auch auf der molekularen Ebene erfasst werden. Die Teilgebiete der Biochemie, der Synthese und der organischen Oberflächenchemie profitieren somit gegenseitig voneinander.