GRK 2670:  Amphiphilie Plus: Selbstorganisation weicher Materie durch multiple nicht-kovalente Wechselwirkungen

• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436494874

Amphiphilie ist ein qualitatives Konzept zur Beschreibung der Selbstanordnung von Molekülen mit hydrophilen und hydrophoben Bestandteilen in wässerigen Lösungen. Polyphile Moleküle sind solche kleinen oder Makro-Moleküle, die ein Interaktionsmuster aufweisen mit mindestens zwei nichtkovalenten Wechselwirkungen, von denen eine auf Amphiphilie basiert. Durch solche nichtkovalenten Interaktionsmuster untereinander, mit Lösemitteln, anderen (Bio-)Molekülen und Grenzflächen, lässt sich selbstangeordnete Weiche Materie hoher Komplexität schaffen. Ziel dieses Graduiertenkollegs ist es, aus der großen Zahl an bekannten Effekten von nichtkovalenten Wechselwirkungen ein modernes, forschungsorientiertes Lehrprogramm zu entwickeln. Im Zentrum dieses Programms steht die dynamische Strukturierung polyphiler Weicher Materie. Dynamisch bedeutet dabei, dass die relevante molekulare Selbstanordnung auf der Piko- bis Mikrosekundenskala signifikante Dynamik besitzt, aber das Gesamtsystem auf sehr großen Längen- und Zeitskalen bestimmen kann. Wir untersuchen dadurch die Entstehung von Ordnung molekularer Systeme auf multiplen Längenskalen bei gleichzeitiger Dynamik der Bausteine. Wir möchten damit das Verständnis der Entstehung von Komplexität in molekularen Systemen verbessern und Design-Prinzipien zur Erzeugung nanostrukturierter Materialien durch Nutzung multipler nichtkovalenter Wechselwirkungen entdecken. Dabei untersuchen wir Systeme im oder nahe des thermodynamischen Gleichgewichts oder in langlebigen metastabilen Zuständen. Aus der Ausbildungs- und Lehrperspektive für unsere Doktorierenden bauen wir das Forschungsprogramm über komplexe Strukturbildung Weicher Materie auf dem eingängigen und vermeintlich einfachen Konzept der Amphiphilie als Startpunkt auf. Die Interaktionsmuster von Amphiphilie werden dann mit anderen Wechselwirkungen erweitert. Dieses GRK kombiniert die vorhandenen Expertisen in Simulation, Design und Synthese, Charakterisierung und letztlich dem Verständnis neuer Materialien und ihrer Eigenschaften. Das Forschungs- und Lehrkonzept bietet den Promovierenden eine durch besondere Tiefe und Breite ausgezeichnete Kombination moderner chemischer, physikalischer und mathematischer Methoden. Durch die Integration wissenschaftlicher, professioneller und strategischer Ausbildungselemente in einem interdisziplinären Umfeld bilden wir hochqualifizierte Wissenschaftler aus, die optimal sowohl für eine akademische als auch eine industrielle Karriere gerüstet sind.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
• Beteiligte Institution: Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
• Sprecher: Professor Dr. Dariush Hinderberger
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Kirsten Bacia; Professor Dr. Wolfgang Binder; Professor Dr. Frederik Haase, seit 11/2022; Professor Dr. Jörg Kreßler; Professor Kay Saalwächter; Professorin Dr. Carla Schmidt, bis 6/2022; Professor Dr. Daniel Sebastiani; Professor Dr. Carsten Tschierske; Professorin Dr. Rebecca Anne Hedwig Waldecker; Professor Dr. Martin Weissenborn