Fluor-spezifische Wechselwirkungen

Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert neuen Sonderforschungsbereich an Freier Universität Berlin

Studien zu besonderen Wechselwirkungen, die von fluorierten Gruppen in Molekülen oder Materialien ausgehen können, stehen im Mittelpunkt eines neuen Sonderforschungsbereichs (SFB) an der Freien Universität Berlin. Der SFB ,,Fluor-Spezifische Wechselwirkungen - Grundlagen und Anwendungen" ist einer von zehn neuen Einrichtungen, die der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in seiner Novembersitzung bewilligte, wie die DFG am Freitag in Bonn mitteilte. Der SFB nimmt seine Arbeit zum 1. Januar 2019 mit Stellen für 29 Promovierende und 3 Postdoktoranden auf. Sprecher des SFB 1349 ist der Chemie-Professor Sebastian Hasenstab-Riedel von der Freien Universität Berlin, Stellvertretender Sprecher ist Chemie-Professor Thomas Braun von der Humboldt-Universität zu Berlin. Das Forschungsthema wird von Projektleiterinnen und Projektleitern der Freien Universität Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin, der Technische Universität Berlin, des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung bearbeitet. Der SFB wird zunächst für vier Jahre gefördert.

Fluorierte Baueinheiten in Molekülen oder Materialien spielen eine zunehmend bedeutendere Rolle in unserem Alltag. Beispiele sind die Zugabe von Fluoriden in Zahnpasta zur Härtung des Zahnschmelzes, die Verwendung fluorierter Flüssigkristalle in modernen Handyund Computerdisplays oder die Einführung fluorierter Gruppen in Pharmazeutika zur Steigerung der Wirksamkeit und zur Reduktion von Nebenwirkungen. Die besonderen Eigenschaften, die diese fluorierten Systeme in Anwendungen entfalten, basieren auf einzigartigen Wechselwirkungen, die von fluorierten Einheiten in diesen Verbindungen ausgehen. Die Mitglieder des SFB 1349 widmen sich zum einen der Erforschung dieser vom Fluor ausgehenden Wechselwirkungen und wollen zum anderen verstehen, wie sich diese Wechselwirkungen gezielt für neue Anwendungen nutzen lassen.

Das Forschungsvorhaben bedingt einen sehr breiten interdisziplinären Ansatz. ,,Fluorchemie ist eine Querschnittswissenschaft", betont der Sprecher des Sonderforschungsbereichs, Sebastian Hasenstab-Riedel, ,,die verschiedene Disziplinen der Chemie aber auch Bereiche der Physik, Pharmazie und Geologie miteinander verknüpft. Wir sind deshalb froh, dass wir zahlreiche Kolleginnen und Kollegen aus all diesen Forschungsgebieten gewinnen konnten." Dass sich gerade in Berlin so viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Fluorchemie beschäftigen, ist weltweit einzigartig und beruht Sebastian Hasenstab-Riedel zufolge ,,auf einer bis ins 18.Jahrhundert zurückreichenden Tradition der Fluorchemie in Berlin sowie einer strategischen Berufungspolitik am Institut für Chemie und Biochemie der Freien Universität. Nicht zuletzt konnten im Graduiertenkolleg (GRK) 1582 ,Fluor als Schlüsselelement’, das nach neun sehr erfolgreichen Jahren Ende August 2018 auslief, Ideen für Projekte reifen, die nun im SFB bearbeitet werden sollen".

Dabei stehen drei für Fluor spezifische Wechselwirkungen im Vordergrund: Zum einen geht es um Wasserstoffbrückenbindungen zu fluorierten Einheiten welche in fluorierten Pharmazeutika sowie bei der Lagerstättenbildung von Metallen in der Erdkruste eine wichtige Rolle spielen. Erforscht werden zudem die Interaktion von Molekülen zu sogenannten fluorierten Lewis-Säuren, die für katalytische Prozesse relevant ist. Bei Lewis-Säuren handelt es sich um Verbindungen mit Elektronenmangel. Untersucht werden darüber hinaus fluorige Wechselwirkungen, die zum Beispiel für extrem rutschige Oberflächen verantwortlich sind, an denen kaum eine Substanz haften bleibt.

Darüber hinaus umfasst der SFB ein integriertes Graduiertenkolleg, welches auf den Erfahrungen zur Ausbildung von Promovierenden in Fluorchemie aufbaut, die im GRK 1582 gesammelt wurden. ,,Unser Ziel ist, alle Promovierenden individuell zu unterstützen und auf eine Karriere in der Wissenschaft, in der Industrie oder in anderen Bereichen vorzubereiten." erklärt der Sprecher des integrierten Graduiertenkollegs im SFB 1349, Matthew Hopkinson.

Die zehn neuen Sonderforschungsbereiche erhalten über vier Jahre insgesamt etwa 120 Millionen Euro. Zusätzlich zu den neuen Sonderforschungsbereichen stimmte der Bewilligungsausschuss der Verlängerung von 13 Sonderforschungsbereichen für weitere vier Jahre zu. Insgesamt fördert die DFG nach eigenen Angaben von Januar 2019 an 277 Sonderforschungsbereiche.