LOEWE Jahresbericht 2012 - Hessisches Ministerium für ...

Wissenschaftliche Ziele / Publikationsziele
Die Forschungsarbeiten innerhalb von Soft Control konzentrieren sich auf Grundlagenforschung zu einer
der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts: Die Entwicklung „intelligenter“ Materialien durch Stimulus-responsive
Polymere an Oberflächen. Insbesondere stehen dabei dünne Polymer- und Polymerhybrid-Schichten
an Grenzflächen im Fokus, die sich mittels äußerer Reize („Stimuli“ wie zum Beispiel
Licht, magnetische oder elektrische Felder) in ihrer Struktur (Konformation, Morphologie, Topologie)
reversibel schalten lassen und es dadurch erlauben, geeignet angekoppelte Folgeprozesse (z. B. Kata lyse,
Transportprozesse, Bioaktivität) effizient zu modulieren. Die vom Schwerpunkt Soft Control adressierten
wissenschaftlichen Fragestellungen besitzen in vielfältiger Weise einen unmittelbaren Anwendungsbezug:
Die grundlagenorientierten Forschungsarbeiten in Soft Control werden langfristig z. B. einen Einfluss auf
neue Wege der Funktionalisierung von Strukturwerkstoffen durch dünne Schichten, auf die Entwicklung
von intelligenten und schaltbaren Katalysatormaterialien sowie auf das Design von schaltbaren Materialien
für eine intelligente Sensorik nehmen. Damit widmet sich der LOEWE-Schwerpunkt einem sehr
122 spannenden Forschungsthema und lässt im Erfolgsfall nachhaltige Effekte hinsichtlich möglicher Transfers
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erwarten.
Die im Rahmen des LOEWE-Schwerpunkts erarbeiteten Ergebnisse sollen in 36 wissenschaftlichen Publikationen
veröffentlicht werden.
Soft Control forscht zu einer der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts – Intelligente Polymere, die auf Grenzflächen
aufgebracht werden, sollen in Zukunft diese Grenzflächen durch äußere Reize modulierbar gestalten.
Highlights aus den laufenden Forschungsaktivitäten des LOEWE-Schwerpunkts Soft Control reichen von schaltbarer
Katalyse an Oberflächen, über Modulation von Ionentransport bis hin zu papierbasierten Sensoren.
Bisherige Ergebnisse
Wissenschaftliche Ergebnisse / Publikationen
Der LOEWE-Schwerpunkt Soft Control hat im Jahr 2012 in zehn Teilprojekten, zwei Nachwuchsgruppen
und drei assoziierten Projekten erfolgreich seine wissenschaftlichen Arbeiten fortführen können. Daneben
war der weitere Ausbau von Strukturen innerhalb Soft Control (z. B. die verstärkte Zuwendung zum Thema
„Papier“ über die Einrichtung einer Post-Doc-Stelle „Funktionale Papiere“) sowie der Ausbau der Vernetzung
mit assoziierten Gruppen im Blickpunkt. Die Teilprojekte wurden dabei thematisch in drei Bereiche
unterteilt: „Katalytisch aktive Systeme“ (A), „Protein- und Peptid-funktionale Systeme“ (B) und „Molekulare
Analytik & Simulation“ (C).
In Bereich A wurden in drei Teilprojekten katalytisch aktive, durch elektrische und magnetische Felder
sowie durch Licht in ihrer Struktur veränderbare Polymere und Polymerfilme erfolgreich beforscht. Die hier
entwickelten „intelligenten“ Polymere und Polymerfilme zeigen bereits ein hohes Potenzial z. B. für den
zukünftigen Einsatz in schaltbaren Katalysatoren. Die Arbeiten im Bereich B konzentrierten sich 2012 u. a.
auf schaltbare Polymerfilme, welche unter dem Einfluss von Licht und elektrischen Feldern Eigenschaften
von Oberflächen, wie z. B. Benetzbarkeit modulierbar machen und so einen wichtigen Beitrag in der weiteren
Entwicklung mikrofluidischer Bauteile leisten, z. B. für die medizinische Diagnostik. Desweiteren
wurden in diesem Teilbereich neuartige, schaltbare Ionenkanäle beforscht, welche neue Ansätze in der
medizinische Diagnostik und Therapie ermöglichen können. Komplementär zu den in den Teilbereichen
A und B angesiedelten, überwiegend synthetisch orientierten Projekten, stellt der Bereich C „Molekulare
Analytik & Simulation“ den dritten Schwerpunkt innerhalb Soft Control dar. Die hier durchgeführten Arbeiten
widmen sich der Untersuchung der in den Bereichen A und B adressierten Schaltprozesse mittels
moderner Analysenmethoden sowie Simulationsrechungen.
Im Jahr 2012 wurden elf wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht. Insgesamt konnten bisher die
Ergebnisse so in 19 Publikationen (Stand 31.12.2012) aufgehen. Zudem wurden mehr als 25 Vorträge auf
nationalen und internationalen Konferenzen von Soft Control-Projektleitern und -Nachwuchswissenschaftlern
gehalten.
Organisation
Das Koordinatorenteam Prof. Biesalski, Prof. Rehahn und Prof. Thiel sowie die Geschäftsstelle mit Frau Dr.
Gattermayer und Frau Schmidt führen den Forschungsschwerpunkt. Das Soft Control-Plenum umfasst alle
Projektleiter, die Geschäftsstelle sowie assoziierte Projektleiter. Die Struktur und Aufgaben der einzelnen
Ebenen sind in einer Geschäftsordnung geregelt. Die räumliche Unterbringung aller an Soft Control beteiligten
Gruppen ist am Fachbereich Chemie der TU Darmstadt gesichert. Im Jahr 2012 fand neben Koordinatoren-
sowie Plenumssitzungen ein internes zweitägiges Berichtstreffen mit wissenschaftlichem Beirat
zur Vorbereitung für die geplante Verstetigung statt. Im Jahr 2012 konnten eine Reihe von namhaften