Neue Otto-Hahn-Nachwuchsgruppe erforscht Eigenschaften komplexer Moleküle

Forscher aus Mülheim und Bochum wollen neuartige Rechenverfahren entwickeln, um komplexe Moleküle zu untersuchen. Die Max-Planck-Gesellschaft fördert das Vorhaben im Rahmen des "Otto Hahn Award Programs" für drei Jahre. Dr. Michael Römelt übernimmt zu diesem Zweck die Leitung einer Nachwuchsforschergruppe am MPI für Kohlenforschung in Mülheim, die am Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität Bochum angesiedelt ist.

Komplexe Moleküle können außergewöhnliche Eigenschaften haben

Komplexe molekulare Strukturen - etwa mehrkernige Verbindungen aus Übergangsmetallen - weisen spezielle chemische und physikalische Eigenschaften auf. Einige Vertreter sind aufgrund Ihrer einzigartigen Elektronenstruktur zum Beispiel in der Lage, chemische Reaktionen zu katalysieren, die anderweitig nicht möglich wären. Die katalytische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff ist ein Beispiel. "Das Verständnis der genauen Abläufe dieser Reaktionen hilft dabei, neue katalytisch aktive Systeme zu entwerfen und die bestehenden zu verbessern", sagt Michael Römelt.

Neuartige Methoden erlauben die Untersuchung komplexer Moleküle

Die Quantenmechanik bietet die Grundlage, um Abläufe auf molekularer Ebene zu verstehen. Durch spezielle Rechenverfahren können chemische und physikalische Eigenschaften von Substanzen erklärt oder vorausgesagt werden. Für große und komplexe Moleküle sind die entstehenden Gleichungen allerdings so kompliziert, dass sie nicht mehr exakt gelöst werden können. Für diese Fälle braucht es Näherungsverfahren. Zusammen mit seiner Forschungsgruppe entwickelt Dr. Michael Römelt neuartige Näherungsverfahren auf der Basis der sogenannten Density Matrix Renormalization Group-Methode (DMRG). Diese wollen die Forscher anwenden, um ausgewählte molekulare Systeme zu untersuchen. Insbesondere interessieren sie sich für die katalytische Aktivität von Übergangsmetallverbindungen und für die photochemischen Eigenschaften von großen organischen Molekülen.

Quelle: Universität Bochum