News aus der Forschung am Department Chemie und Pharmazie

Durchbruch beim Blick in die Tiefe

Einem internationalen Team von Wissenschaftlern ist ein wichtiger Durchbruch in der Untersuchung der elektronischen Eigenschaften von Festkörpern gelungen. Maßgeblich an der Forschung ist auch Dr. Christian Papp vom Arbeitskreis von Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück, Lehrstuhl für Physikalische Chemie II, beteiligt. Ihre Ergebnisse haben sie in der Zeitschrift Nature Materials (doi:10.1038/nmat3089) veröffentlicht.

1,5 Millionen Euro für Computer-Aided Drug Design

Bundesministerium fördert Forschungsprojekt „hpCADD“

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat für das Forschungsprojekt „high-performance Computer-Aided Drug Design“ (hpCADD) 1,5 Millionen Euro bewilligt. Das Forschungsprojekt ist eine Kooperation zwischen dem Computer Chemie Centrum (CCC), dem Lehrstuhl für Theoretische Chemie, Prof. Dr. Dirk Zahn, und der Professur für Höchstleistungsrechnen der Universität Erlangen-Nürnberg sowie dem Lehrstuhl für Theoretische Chemie an der TU Dortmund und der Sanofi-Aventis Deutschland GmbH. 1,1 Millionen Euro wurden für die Forscherteams in Erlangen bewilligt.

Auf dem Weg zum energieeffizientem Düngemittel

Arbeitskreis von Prof. Dr. Sven Schneider entwickelt neuen Ansatz zur Ammoniaksynthese unter milden Bedingungen

Pflanzen benötigen Stickstoff für ihr Wachstum, sind allerdings nicht in der Lage, das in der Atmosphäre nahezu unbegrenzt verfügbare N₂-Gas zu verwerten. Hierzu sind sie vielmehr auf Mikroorganismen angewiesen, die Luftstickstoff mit Hilfe des Enzyms Nitrogenase in Ammoniak (NH₃) umwandeln („Stickstofffixierung“) und den Boden mit pflanzlich nutzbaren Ammoniumverbindungen anreichern. Die Leistungsanforderungen der modernen Agrarwirtschaft lassen sich jedoch nur durch zusätzliche Versorgung des Bodens mit erheblichen Mengen stickstoffhaltiger Düngemittel erreichen. 90 Prozent der weltweit eingesetzten Düngemittel werden aus Ammoniak hergestellt, dessen industrielle Produktion mehr als ein Prozent des Weltenergieverbrauchs verschlingt. Wegen der ausgeprägten Reaktionsträgheit von Luftstickstoff gelingt die Reaktion mit Wasserstoff nach dem Haber-Bosch-Verfahren derzeit nur unter drastischen Bedingungen – bei hohen Temperaturen (450°C) und Drücken (300 bar). Angesichts der milden Bedingungen, unter denen Bodenbakterien diesen Prozess durchführen, stellt die Entwicklung eines synthetischen Analogons seit langer Zeit ein wichtiges Forschungsziel für die homogenen Katalyse dar. Auf dem Weg zur Entwicklung leistungsfähiger Katalysatoren zur energieeffizienteren Stickstofffixierung hat der Arbeitskreis von Prof. Dr. Sven Schneider, Lehrstuhl für Anorganische und Allgemeine Chemie, gemeinsam mit Chemikern der Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt nun eine weitere Hürde genommen. Die Ergebnisse veröffentlichten Prof. Dr. Schneider und seine Kollegen nun in der Zeitschrift Nature Chemistry (Nature Chem. 2011, 3, 532-537).

Flachkristalle mit Superkräften

FAU-Forscher entwickeln neues Herstellungsverfahren für Graphen

Dem Kohlenstoff gehört die Zukunft. Materialwissenschaftler sehen in dem Stoff, der in seiner reinen Form in der Natur als Graphit und Diamant vorkommt, enormes Potenzial, zum Beispiel für die Herstellung von Hochleistungswerkstoffen und molekularer Elektronik. Besonders vielversprechend erscheinen künstlich hergestellte Kohlenstoffstrukturen, deren physikalische und chemische Eigenschaften die Forscher gezielt beeinfl ussen können – wie das sogenannte Graphen. Chemiker von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben jetzt ein Verfahren entwickelt, das die Produktion solcher Kohlenstoffkristalle in großen Mengen erlaubt. Den Forschern ist es gelungen, ohne mechanische Einwirkung isolierte Graphenschichten herzustellen und diese in nur einem weiteren Schritt mit maßgeschneiderten Eigenschaften auszustatten. Ihre Forschungsergebnisse haben Prof. Dr. Andreas Hirsch und sein Doktorand Jan Englert jetzt in der renommierten Zeitschrift „nature chemistry“ publiziert. (Vol. 3 No. 4, 2011)

Teamarbeit bei Katalysatorpartikeln

Verschiedene Komponenten steigern Fähigkeiten winziger Teilchen

Jeder Fußballexperte weiß genau: Eine erfolgreiche Mannschaft benötigt Spieler mit unterschiedlichsten Fähigkeiten. Ähnlich verhält es sich offensichtlich bei komplexen chemischen Prozessen, die durch katalytische Materialien beschleunigt werden. Diese Katalysatoren bestehen aus verschiedenen, nur wenige Nanometer großen Komponenten, deren Zusammenarbeit von entscheidender Bedeutung ist. Wenn die Teamarbeit funktioniert, entstehen Fähigkeiten, die über diejenigen der einzelnen Komponenten weit hinausgehen.