Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

SFB 677:  Funktion durch Schalten

Fachliche Zuordnung Chemie
Biologie
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Medizin
Physik
Förderung Förderung von 2007 bis 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13266514
 
Erstellungsjahr 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Schalten ist der elementare Schritt in den meisten technischen Funktionen und Maschinen. Schalter bilden die Grundlage technischer und biologischer Prozesse wie gerichteter Transport, Pumpen, Energieumwandlung, Sensorik, Informationsspeicherung und -verarbeitung. Die Miniaturisierung der Schalteinheiten in elektronischen Schaltkreisen und mechanischen Komponenten löste eine beispiellose Entwicklung aus, die als sogenannte zweite technologische Revolution unser Leben und die Gesellschaft in vielen Aspekten verändert hat. Es wurde vorausgesagt, dass die sogenannte dritte industrielle Revolution auf Technologien zur Verkleinerung dreidimensionaler Objekte basieren wird. Das ultimative Limit der Miniaturisierung zur Konstruktion funktionaler Objekte sind molekulare Schalter. Neben ihrer überlegenen Effizienz sind molekulare Schalter und Maschinen größen- und funktionskompatibel mit biologischen Systemen und molekularer Elektronik. Dadurch eröffnen sich völlig neue Anwendungen und Hybridtechnologien. Das enorme Potential der molekularen Nanotechnologie hat weltweit intensive Forschungsaktivitäten angestoßen und wurde letztendlich mit dem Nobelpreis für Chemie 2016 an Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart und Ben Feringa gekrönt. Mit anderen Worten, als wir unseren SFB 2007 begannen, haben wir exakt das richtige Thema zur richtigen Zeit ausgewählt. Durch den frühen Start konnten wir wesentliche Beiträge zur Entwicklung dieses international kompetitiven Feldes liefern. Während der drei Förderperioden erlangte unser SFB weltweite Sichtbarkeit und Anerkennung. Ein molekularer Schalter ist noch keine Maschine und führt nicht notwendigerweise zu einer nützlichen Funktion. Um von einem Schaltvorgang zu einer Funktion zu gelangen, muss der molekulare Schalter in eine wohldefinierte Umgebung eingebettet sein und in einer kontrollierten Weise interagieren. Daher haben wir unseren SFB in drei Projektbereiche aufgeteilt: A: Design, Synthese und Charakterisierung in Lösung, B: Immobilisierung und Untersuchung auf Oberflächen und C: Implementierung von Schaltern in Materialien. Im Durchschnitt arbeiteten über 100 Wissenschaftler (Doktoranden, Postdocs, Professoren) aus Chemie, Physik, Materialwissenschaft und Pharmazie während der Förderdauer zusammen. Um die interdisziplinäre Zusammenarbeit zu fördern, leiteten PIs aus unterschiedlichen Fachrichtungen die Mehrzahl der Projekte gemeinsam. Wichtige Durchbrüche konnten in allen drei Bereichen erreicht werden. Neue Schalter mit unübertroffener Effizienz (Quantenausbeute, Konversionsrate und Ermüdungsfreiheit) und präzendenzlosen Funktionen wie das erste magnetisch bistabile Molekül wurden entwickelt. Zwei bahnbrechende Publikationen wurden jeweils weit über 200mal zitiert und eröffneten neue Forschungsgebiete und Anwendungen, wie z.B. die Entwicklung durch Licht aktivierbarer Arzneimittel oder schaltbarer Kontrastmittel für die Magnet - resonanztomographie. In Projektbereich B entwickelten wir eine neuartige Strategie zur Immobilisierung von Molekülen auf Oberflächen, das sogenannte Plattform-Konzept. Seit unserer Publikation 2009 nutzen weltweit zahlreiche Gruppen unsere Methode. Bei der Anwendung unserer Strategie endeckten wir eine neue Form von Katalyse. Der durch Metalloberflächen vermittelte, nicht-adiabatische Mechanismus, kann möglicherweise zur Entwicklung neuer Katalysatoren genutzt werden. Weitere Höhepunkte waren die Entdeckung und detaillierte Untersuchung von Spin-Crossover-Verbindungen auf Oberflächen sowie Untersuchungen zur elektrischen Leitfähigkeit von molekularen Schaltern und anderen kontrollierten Kontakten. Entscheidend für den Erfolg des SFB 677 war die enge Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus verschiedenen Disziplinen. Unter den 400 Publikationen in Peer-Review-Journals und 6 Patenten waren 21% gemeinsame Publikationen von PIs aus verschiedenen Projekten und über 50% der Veröffentlichungen enthalten die Namen mehrerer PIs in der Autorenliste. Die Sichtbarkeit und Qualität unserer Forschung kann auch an den 14 SFB-Mitgliedern abgelesen werden, die Rufe an auswärtige Institutionen erhielten oder Dauerstellen als Professoren annahmen. 75 Dissertationen wurden abgeschlossen. Über den wissenschaftlichen Erfolg hinaus hatte unser SFB einen wichtigen Einfluss auf die Forschungs prioritäten an der Universität Kiel. Ein neuer Forschungsschwerpunkt, Kiel Nano Surface & Interface Science (KiNSIS) wurde 2013 eingeführt. Besonders stolz sind wir auf zwei erfolgreiche Ausgründungen durch SFB-Mitglieder.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

Zusatzinformationen

© 2025 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung