Von der Materialforschung und Katalyse zu molekularen biochemischen Systemen
„Von der Leuchtdiode bis hin zu Proteinen“: In ihrer fachlichen Breite und eingebettet in zahlreiche fachübergreifende und internationale Kooperationen deckt die Fakultät für Chemie und Biochemie vier große Forschungsbereiche ab: Biomolekulare Chemie, Molekulare Chemie, Katalyse an Oberflächen sowie Funktionelle Materialien.
Unverwechselbar in Deutschland ist die Bochumer Fakultät durch ihre interdisziplinären Forschungsschwerpunkte, die unter dem Dach von Interfacial Systems Chemistry vernetzt sind und auch fakultätsübergreifend kooperieren. Interfacial Systems Chemistry schlägt durch einen gemeinsamen Ansatz mit Nachbardisziplinen die Brücke zwischen kleinen hoch-reaktiven Molekülen und komplexen biologischen Interaktionssystemen.
Die Wechselwirkungen von Molekülen durch schwache intermolekulare Kräfte sind sowohl in der Chemie als auch in der Biochemie von größter Bedeutung. Diese „nicht-kovalenten“ Wechselwirkungen bestimmen die physikochemischen Eigenschaften molekularer Kristalle und die Struktur von Proteinen. Nahezu alle biologischen Prozesse bis hin zu Zellfunktionen hängen von nicht-kovalenten Wechselwirkungen in fundamentaler Weise ab. Es ist jedoch immer noch nicht möglich, die makroskopischen Eigenschaften und Strukturen komplexer Moleküle oder Assemblate aus den physikochemischen Eigenschaften der beteiligten molekularen Bausteine vorherzusagen.
Systemchemie an Grenzflächen ist ein gemeinsamer Ansatz durch Kooperationen innerhalb der Fakultät und darüber hinaus, diese Herausforderung anzugehen: Ziel ist es, die für kleine Reaktionssysteme in den letzten Jahren gewonnenen tiefen mikroskopischen Einsichten auf komplexe chemische Systeme mit Hunderten und Tausenden verschiedener wechselwirkender Moleküle zu übertragen.
Erforscht werden noch relativ kleine Moleküle – dies umfasst sowohl Synthese, Analytik und Charakterisierung dieser Moleküle als auch ihre theoretische Betrachtung und die Suche nach dem Verständnis von Zuständen und Mechanismen. Dementsprechend sind die klassischen Felder der Anorganischen, Organischen und Physikalischen Chemie hier vertreten, ergänzt um Theoretische und Analytische Chemie. Forschungsschwerpunkte, die unter dem Dach von Interfacial Systems Chemistry miteinander interagieren, sind:
Biomolekulare Chemie
In der „biomolekularen Chemie“ gehen Forscher auf molekularer Ebene der Frage nach, wie biologische Prozesse (Lebensprozesse) ablaufen und wie sie entstanden sind. In diesem Bereich finden sich die Felder Bioorganische Chemie, Biophysikalische Chemie, Naturstoffchemie, Elektroanalytik & Sensorik und Theoretische Chemie und in der höchsten Komplexität der untersuchten Systeme die Biochemie, die vernetzt mit der Biologie, der Medizin und dem Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund biochemische Strukturen und Prozesse mit Blick für die molekulare Ebene erforschen.
Funktionelle Materialien und Katalyse
Als integraler Bestandteil von Interfacial Systems Chemistry, aber auch eng verknüpft mit der biomolekularen Chemie, sind die Erforschung neuartiger funktioneller Materialien und das tiefe Verständnis katalytischer Prozesse an Oberflächen die Klammer zwischen den übergeordneten Forschungsschwerpunkten. Die Materialforschung und Katalyse stellen den Anwendungsbezug der theoretischen und experimentellen Arbeiten her.
Ziel des Materialforschungszentrums ICAMS (Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulations) ist es, neuartige Verfahren für die Computersimulation moderner Werkstoffe zu entwickeln und diese in die industrielle Forschung zu übertragen. Für neue Produkte werden Materialien und Werkstoffe mit spezifischen, maßgeschneiderten Eigenschaften benötigt. Die Automobilindustrie etwa braucht hochfeste Stähle für leichtere Bauweisen, um den Treibstoffverbrauch zu reduzieren und die Sicherheitsstandards zu erhöhen.
Mit unserer Beteiligung am Materialforschungszentrum ICAMS (Aktuelle Meldung zur Eröffnung 2006) knüpfen wir an die Spitze der Materialforschung an. Entscheidend für den Erfolg ist die fachübergreifende Kooperation mit den Ingenieurwissenschaften.
Die Bochumer Fakultät für Chemie und Biochemie gehört mit diesen Schwerpunkten in der Verbundforschung zur Spitzengruppe der drittmittelstärksten Fakultäten in Nordrhein-Westfalen.
