Gerätezentrum Zentrum für Gas-Elektronenbeugung und Strukturen kleiner Moleküle, Bielefeld (GED@BI)

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert W. Mitzel
• Fachliche Zuordnung: Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324757882

Genaue Molekülstrukturen sind Schlüssel zum Verständnis chemischer Reaktivität und molekularer Eigenschaften. Das internationale Gerätezentrum GED@BI betreibt zwei spezialisierte Methoden zur Strukturbestimmung kleiner Moleküle: Gas-Elektronenbeugung (GED) und Einkristall-Röntgenbeugung (XRD) in-situ erzeugter Kristalle. Wir beantragen die Verlängerung der Unterstützung für GED@BI bis zum Erreichen einer vollständigen Eigenfinazierung. GED ist die leistungsfähigste Methode zur Strukturbestimmung freier Moleküle, unverzerrt durch intermolekulare Kräfte. Sie ist komplementär zur Einkristall-XRD, der Standardmethode für kristalline Stoffe. Letztere ist auf Gase und Flüssigkeiten erweiterbar, wenn diese auf einem Diffraktometer kristallisiert werden. XRD erlaubt auch die Bestimmung von Elektronendichteverteilungen. Beide Methoden sind vielfach die einzig anwendbaren zur Strukturbestimmung neuer Verbindungen. Anwendung finden sie in grundlegender und angewandter Forschung, besonders für ungewöhnliche Bindungssituationen, Konformationen, Clusterverbindungen, schwache Wechselwirkungen und vieles mehr. Der Vergleich von Festkörper- mit Gasphasenstrukturen gibt Aufschluss über Strukturverzerrung durch intermolekulare Kräfte. GED dient auch der Validierung quantenchemischer Rechnungen.GED@BI betreibt das modernste Instrument für hochauflösende GED weltweit und das einzige in der EU. Es ist eines der wenigen Laboratorien für XRD an in-situ-erzeugten Kristallen. In der ersten Förderperiode erfolgte eine große Anzahl erfolgreicher Strukturbestimmungen. Der Bereich internationaler Nutzer hat sich sowohl verändert als auch erweitert. Die Datenqualität wurde verbessert und neue Methoden der Probenhandhabung entwickelt. Das GED-Instrument wurde modernisiert, weiter verbessert und automatisiert und erreicht nun die Grenzen seiner Kapazität. Als sehr nachhaltige und langfristige Investition planen wir deshalb, ein neues Instrument zu bauen (finanziert durch separaten Großgeräteantrag mit Unterstützung der Universität Bielefeld). Die Entwicklung der Methodik und der Datenanalyse wird weiter betrieben. Während der ersten Förderperiode hat GED@BI erfolgreiche Management-Konzepte ebenso unter Beweis gestellt wie seine Fähigkeit, einen wesentlichen Teil der notwendigen Mittel zur Vollkostenfinanzierung einzuwerben. Zur Optimierung der Finanzierungskonzepte soll eine neue Option, die Beantragung kleiner Forschungsvorhaben, die lediglich eine oder wenige Strukturbestimmungen umfassen, erprobt werden. Ein aktualisiertes Konzept für nachhaltiges Personalmanagement wird mit Unterstützung der Universität Bielefeld umgesetzt. Mit diesen Konzepten hat GED@BI in beiden Methoden personelle Kontinuität in der methodischen Expertise gesichert, Doktoranden und Wissenschaftler ausgebildet und eine unabhängige Forschergruppe eines Nachwuchswissenschaftlers in ihrem Umfeld etabliert und wird weiterhin einen umfassenden Strukturbestimmungs-Service höchster Qualität anbieten.

• DFG-Verfahren: Gerätezentren