Neues Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft wird in Göttingen koordiniert

09.06.2011: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat 13 neue Schwerpunktprogramme eingerichtet. Sie sollen Anfang 2012 beginnen und wissenschaftliche Expertise bundesweit wie international vernetzen. Eines dieser Schwerpunktprogramme koordiniert Marina Bennati vom Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und der Fakultät für Chemie der Universität Göttingen. Es ist in hohem Maße interdisziplinär angelegt, um die Methoden und Anwendbarkeit der Elektronenspinresonanz (ESR/EPR)-Spektroskopie weiter zu optimieren. Profitieren könnte davon neben den Biowissenschaften auch die Materialforschung, insbesondere die Fotovoltaik-Technologie.

Marina Bennati und ihre Forscherkollegen möchten mit dem Schwerpunktprogramm „New frontiers in sensitivity for EPR spectroscopy: from biological cells to nano materials“ eine Brücke schlagen zwischen der methodischen und der anwendungsorientierten Forschung. „Die Initiative soll erstmals Forscher aus verschiedenen Bereichen der Bio- und Materialwissenschaften zusammenbringen, um die Empfindlichkeit EPR-spektroskopischer Methoden weiter zu steigern. Unser Ziel ist es, unsere Methodik breiter anwendbar zu machen und damit neue Forschungsfelder zu eröffnen“, sagt Physikerin Bennati.

Mithilfe der EPR-Spektroskopie lassen sich Proben untersuchen, die über sogenannte paramagnetische Zentren verfügen. Diese entstehen, wenn ungepaarte Elektronen in Atomen oder Molekülen auftreten. In den meisten Molekülen kommen Elektronen zwar paarweise vor. Doch sind bei zahlreichen Stoffwechselprozessen ungepaarte Elektronen im Spiel. Paradebeispiele dafür sind die Fotosynthese oder die Atmungskette. Paramagnetische Zentren lassen sich zudem künstlich in Moleküle einfügen. Sie dienen den Forschern als hochempfindliche Sonden. Damit können Biologen beispielsweise wichtige Informationen darüber erhalten, wie Biomoleküle ihre Struktur verändern. Ein Ziel des Forscherteams ist, die EPR-Spektroskopie weiterzuentwickeln, um komplexe molekulare Maschinen oder Prozesse in lebenden Zellen untersuchen zu können.

Die EPR-Spektroskopie kann darüber hinaus in der Fotovoltaik-Technologie dazu beitragen, Dünnschicht-Solarzellen effizienter zu machen. Materialfehler, die die Stromausbeute begrenzen, könnten mit empfindlicheren Methoden eindeutiger identifiziert werden. Solche Erkenntnisse könnten neue Wege eröffnen, diese Technologie zu verbessern. Ein wichtiger Aspekt des neuen Forschungsverbundes sei zudem die Erkundung der Terahertz-Spektroskopie, um das Methodenspektrum der EPR-Spektroskopie zu erweitern, so Bennati.

Um die Methoden der EPR-Spektroskopie in ihrer Empfindlichkeit weiter zu steigern, werden Spektroskopiker, Biochemiker, Chemiker und Physiker verschiedenster Standorte in Deutschland eng zusammenarbeiten. Neben der Koordinatorin Marina Bennati (Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Universität Göttingen) sind die weiteren Initiatoren des Schwerpunktprogramms Robert Bittl (Freie Universität Berlin), Martin Brandt (Technische Universität München), Wolfgang Harneit (Universität Mainz) und Thomas Prisner (Universität Frankfurt). Forscherteams sind jetzt in einer offenen Ausschreibung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) aufgefordert, ihre Projektanträge einzureichen. Ihre Bewilligung durch die DFG entscheidet darüber, welche Gruppen und Projekte schließlich im Einzelnen gefördert werden. Das Programm ist auf eine Gesamtlaufzeit von sechs Jahren ausgelegt.

Für die aus 57 Konzepten ausgewählten 13 neuen Schwerpunktprogramme stellt die DFG in den nächsten drei Jahren rund 70 Millionen Euro bereit. Die Themen reichen dabei von historischen Hafenstrukturen über Interaktionen in Bakterienkulturen und die Festigkeit von Gläsern bis zu regenerativen Brennstoffen. Mit den nun bewilligten Einrichtungen fördert die DFG ab 2012 insgesamt 94 Schwerpunktprogramme.