Chemie an Spinzentren: Konzepte, Mechanismen, Funktionen [SFB 813]
Sprecher: Prof. Dr. Frank Neese
Lehrstuhl für Theoretische Chemie,
Uni Bonn, Wegelerstr. 12, 53115 Bonn,
Tel.: 0228/73-2351, Fax: 0228/73-9064
Eigenschaften
der belebten wie der unbelebten Materie werden von den Molekülen
bestimmt, aus denen sie aufgebaut ist. Moleküle bestehen aus Atomen,
die aus positiv geladenen Atomkernen und aus negativ geladenen
Elektronen aufgebaut sind. Elektronen haben außerdem eine Drehrichtung,
den spin. Dadurch wirkt jedes Elektron wie ein Stabmagnet; in Molekülen
treten Stabmagneten fast immer in Paaren auf, bei denen der Magnetismus
aufgehoben ist. Neue chemische und physikalische Eigenschaften
entstehen durch Elektronen, die als Einzelgänger auftreten, also
ungepaart. Der SFB 813 spricht von Spinzentren.
Diese Spinzentren
zeichen sich neben ihren besonderen magnetischen Eigenschaften vor
allem durch eine hohe chemische Reaktivität aus, also der Tendenz,
chemische Umwandlungen einzugehen.
Spinzentren haben Bedeutung in
der Funktion von Vitamin B12, bei der pflanzliche Photosynthese oder
auch in der chemischen Industrie bei der Herstellung von Kunststoffen
oder Solarzellen. Die hohe Reaktionsfreude von Spinzentren birgt auch
Gefahren; bekannt ist die gesundheitsschädigende Wirkung der Freien
Radikale, die z. B. im Zigarettenrauch bestehen und z. B. Tumore
auslösen können.
Der Bonner SFB will Spinzentren gezielt erzeugen
und zur Reaktion zu bringen, um ihr einzigartiges chemisches Potential
nutzbar zu machen. So sollen umweltfreundliche elektrochemische
Syntheseverfahren, neue Materialien für photovoltaische Anwendungen
oder gleichermassen leitende wie magnetische Stoffe entwickelt werden.
Dazu
bedarf es einer koordinierten Forschungsinitiative. Ausgehend von
theoretischen Konzepten sollen neue experimentelle Methoden
entwickelt, sollen die Mechanismen der Umwandlungen von Spinzentren
aufgeklärt und die gewonnenen Erkenntnisse in die gezielte Synthese der
gewünschten Materialien umgesetzt werden.