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Wo Chemie nicht mehr pufft und stinkt

22.07.2005 - (idw) Friedrich-Schiller-Universität Jena

Markus Reiher ist neuer Professor für Physikalische Chemie an der Universität Jena Jena (22.07.05) Für Synthesen, für die seine Chemiker-Kollegen Substanzen abwiegen, lösen, erhitzen, destillieren oder extrahieren müssen, braucht Prof. Dr. Markus Reiher nur einen Mausklick. Der neue Professor für Physikalische Chemie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena betreibt Chemie am Computer. "Mit Hilfe von Programmen, die wir fortwährend weiterentwickeln und anpassen, können wir Aussagen über die Reaktionsenergie oder die Struktur eines Produktes machen", erklärt Reiher. Er betrachtet chemische Reaktionen auf ihrer untersten, nämlich der Elektronen-Ebene. Seit seinen Studientagen treibt den gebürtigen Paderborner die Frage, warum eine chemische Reaktion so abläuft, wie sie es tut und was dabei auf der Ebene der Elektronen und Atome passiert. Dass er mit seinen quantenchemischen Berechnungen von Schwingungsspektren großer Moleküle keineswegs die Laborkollegen ersetzen will, stellt der neue Theoretiker am Institut für Physikalische Chemie der Uni Jena sofort klar. "Aber ich kann ihnen helfen, knifflige Fälle zu lösen, Vorschläge zur Optimierung von Synthesen unterbreiten oder Voraussagen machen, wie ein bestimmtes Produkt aussehen müsste", erklärt er den Ansatz.

Letzteres ist zum Beispiel dann wichtig, wenn man die Funktion von organischen Molekülen erforscht, deren Bauplan noch nicht entschlüsselt ist. Es gibt einige "heilige Grale", die den neuen Professor reizen. So etwa die Proteine, die die Stickstoffbindung aus der Luft katalysieren. Für die Nachahmung dieser Reaktion, die Bakterien mit Hilfe von Enzymen mit Metallkern meistern, brauchen Chemiker Temperaturen von 500 Grad Celsius und Drücke von 300 Bar. Auch Reaktionen an den offenschaligen Metallzentren, die bei der Photosynthese dafür sorgen, dass Pflanzen den für uns lebenswichtigen Sauerstoff generieren, sind noch nicht vollständig verstanden. Quantenchemiker wie Reiher liefern wichtige Bausteine. Wichtig sind seine Arbeiten auch da, wo man es mit radioaktiven Substanzen zu tun hat. Hier verzichtet man lieber auf Experimente und simuliert die Reaktionen am Computer. "Zumal bei schweren Elementen auch im Mikrokosmos relativistische Effekte zu beachten sind", erklärt Reiher, der an der Schnittstelle zwischen Quantenphysik und Chemie forscht.

Nach dem Chemiestudium an den Universitäten Paderborn und Bielefeld, promovierte er 1998 über numerische Algorithmen zur Lösung von Feldgleichungen für relativistische Atomstrukturen. In seiner mehrfach mit Preisen ausgezeichneten Habilitation (2002), die er an der Universität Erlangen anfertigte, wandte er sich den genannten Bioanorganischen Molekülsystemen zu. Forschungsaufenthalte führten ihn nach Tel Aviv, Budapest und an die Universität Tromsø. Zuletzt war er an der Universität Bonn tätig. Den Ruf nach Jena hat Reiher gerne angenommen, denn "für meine Arbeiten gibt es hier reichlich Anknüpfungspunkte", sagt er. Sowohl mit der Gruppe von Professor Popp, die sich mit Schwingungsspektroskopie im weiteren Sinne beschäftigt, als auch zu den Chemikern des Sonderforschungsbereichs, der metallvermittelte Reaktionen nach dem Vorbild der Natur untersucht, hat er bereits Kontakte geknüpft.

Kontakt:
Prof. Dr. Markus Reiher
Institut für Physikalische Chemie der Universität Jena
Helmholtzweg 4, 07743 Jena
Tel.: 03641/ 948360
E-Mail: markus.reiher@uni-jena.de

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