Funktionale Materialien
Molekulare Materialien eröffnen sowohl beispiellose Strukturen und Eigenschaften als auch völlig neue Prozess- und Verarbeitungsoptionen. Diese Materialien sind durch schwache, kompetitive Wechselwirkungen zwischen den molekularen Konstituenten gekennzeichnet, die zu responsiven und adaptiven Merkmalen führen. Sie stellen Lösungen für innovative Technologien, z.B. der Selbstheilung oder für intelligente Wirkstoffsysteme (Drug Delivery) dar.
Der spontane molekulare Selbstaufbau in Lösung - angetrieben durch die intrinsische Neigung von Molekülen, sich zu komplexen Architekturen zusammen zu lagern - eröffnet Wege zur nächsten Generation von Fertigungstechnologien. Umgekehrt verläuft die Disassemblierung der Materialien zurück in die molekularen Komponenten bei niedrigen Energien und bietet neue Ansätze der Wertstoff-Rückführung. Durch die kluge Auswahl sorgfältig instruierter molekularer oder makromolekularer Komponenten, Wechselwirkungen und Fertigungsbedingungen können Struktur und Eigenschaften der Materialien kontrolliert werden.
Molekulare Materialien werden unsere Zukunft in ähnlicher Weise prägen, wie es die Halbleiter im 20. Jahrhundert getan haben. Die Fakultät für Chemie und Pharmazie ist in allen Aspekten der Materialforschung, einschließlich chemischer Synthese, aktiv. Daneben werden gezielt Devices entwickelt und molekulare und makromolekulare Materialien charakterisiert.
Die Synthesearbeiten umfassen organische und anorganische Vorläufermoleküle, Metall-Komplexe, Kohlenstoff-basierte Materialien als auch Polymere und Festkörper. Die Anwendungen reichen hierbei von der Umwandlung von Licht in Strom, Licht-emittierenden Vorrichtungen, porösen Festkörpern für Sensoren und Gasspeicherung, supramolekularer Katalyse zur Wasserspaltung, Diamantmaterialien für die Optik, organischen Halbleitern, intelligenten Wirkstoffsystemen für die Krebstherapie bis hin zu Biomaterialien für das Gewebe-Engineering und responsiven Polymeren. Hierbei werden erstklassige Charakterisierungsmethoden eingesetzt, um alle Fragestellungen zur Materialcharakterisierung auf allen Längenskalen zu adressieren: Rastersonden-Methoden, NMR-Spektroskopie für flüssige Proben und Festkörper, Röntgen-Beugung oder anspruchsvollste Elektronen-Mikroskopie.
