Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

Seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts stiegen landwirtschaftliche Erträge drastisch, denn seither lässt sich Stickstoffdünger effizient herstellen. Das aber nur, weil der Chemiker Fritz Haber die Reaktion des Luftstickstoffs mit Wasserstoff grundlegend erforschte. Ähnliche Ziele verfolgen die Wissenschaftler des Instituts mit seinem Namen noch heute und betrachten die Chemie dabei aus physikalischer Perspektive: Sie untersuchen zum einen die prinzipiellen Eigenschaften von Atomen, Molekülen und Elektronen. Ihre Erkenntnisse erklären auch das Verhalten dieser Teilchen in chemischen Reaktionen. Zum anderen wollen die Forscher besser verstehen, wie die Strukturen von Grenzflächen – etwa die Oberfläche eines Katalysators – chemische Reaktionen beeinflussen. Dieses Verständnis ist nötig, um leistungsfähigere Katalysatoren für die chemische Industrie zu entwickeln.

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Faradayweg 4 - 6
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Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS Functional Interfaces in Physics and Chemistry

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Mit Big Data zu innovativen Materialien
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<p>„Wir wollen Hüttengas in Kraftstoffe, Kunststoffe oder Dünger umwandeln“</p>

Max-Planck-Direktor Robert Schlögl zum Start des Projektes Carbon2Chem

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<p>Van-der-Waals-Kraft haftet besser als gedacht</p>
Die quantenmechanische Beschreibung der Kraft zwischen ungeladenen Atomen und Molekülen bewährt sich an realen Strukturen mehr
„Die Industrie hat großes Interesse an einer Enzyklopädie der Werkstoffe“
Interview mit Matthias Scheffler zum europäischen Exzellenzzentrum Nomad mehr
Die Kryo-Elektronenmikroskopie ermöglicht es, winzige Strukturen wie Moleküle bis aufs Atom genau abzubilden. Für ihren Beitrag zur Entwicklung dieser Technik bekamen der Brite Richard Henderson, der deutschstämmige US-Forscher Joachim Frank und der Schweizer Jacques Dubochet den Chemie-Nobelpreis 2017. Am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin war der ehemalige Arbeitsgruppenleiter Friedrich Zemlin mit dabei, als die Methode in den 1980er-Jahren ihren Platz in der Biologie eroberte.
Drei Probleme, eine Lösung. Das macht den besonderen Charme eines Forschungsprojekts aus, an dem Malte Behrens und Robert Schlögl am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck- Gesellschaft in Berlin arbeiten. Die Chemiker möchten Kohlendioxid als chemischen Rohstoff einsetzen. Auf diese Weise wollen sie das Treibhausgas aus der Atmosphäre fernhalten, Kohle, Gas und Öl ersetzen und regenerative Energie speichern.
Von der Plastiktüte bis zum Wasserstoffgas: Ohne Katalysatoren läuft in der Chemie fast nichts. Oft enthalten die Reaktionsbeschleuniger Metalle, die manchmal selten sind oder nur unter hohem Energieaufwand arbeiten. Ob es auch ohne geht, wollte ein Forscherteam um Robert Schlögl, Direktor am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin, herausfinden.
Drei Probleme, eine Lösung. Das macht den besonderen Charme eines Forschungsprojekts aus, an dem Malte Behrens und Robert Schlögl am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin arbeiten. Die Chemiker möchten Kohlen-dioxid als chemischen Rohstoff einsetzen. Auf diese Weise wollen sie das Treibhausgas aus der Atmosphäre fernhalten, Kohle, Gas und Öl ersetzen und regenerative Energie speichern.
Maschinen aus einzelnen Molekülen arbeiten nach anderen physikalischen Gesetzen als Geräte aus der Makrowelt.
Es dauerte lange, ehe die von Max Planck entdeckte neue Physik mathematisch gefasst und als Quantenmechanik etabliert war.
Ausbildung als Fachinformatiker/-in
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin 5. Juni 2018

Energiewende 2.0: Zur Rolle der chemischen Forschung

2017 Schlögl, Robert
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik
Wenn die Reduktion der Treibhausgase oberstes Ziel der Energiewende ist, müssen alle Sektoren des Energiesystems vernetzt werden. Die Verbindung kann jedoch nur geschehen, wenn wir primäre Elektrizität in stoffliche Energieträger verwandeln. Damit „speichern“ wir diese Elektrizität, um sie anderen Anwendungen zugänglich zu machen und erreichen damit das Ziel der Sektorenintegration in eine nachhaltige Energieversorgung. In diesem Beitrag soll es um die Integration der Mobilität gehen. Für die Chemie heißt das, nachhaltige Alternativen zu einer rein elektrischen Fahrweise zu entwickeln. mehr
Durch die Kombination von verschiedenen Trennmethoden konnten mithilfe des Freie-Elektronen-Lasers des Fritz-Haber-Instituts Infrarotspektren von größenselektierten Aggregaten von Peptidionen in der Gasphase gemessen werden. Die Spektren erlauben Rückschlüsse auf den Faltungszustand der Peptide, der von helikal zu β-Faltblatt variiert. Dieser Ansatz zur Faltungsbestimmung in Peptid- und Proteinaggregaten könnte zukünftig zum besseren Verständnis von Protein-Fehlfaltung und Aggregation und von den dadurch verursachten Krankheiten beitragen. mehr

Im Fokus ultrakurzer Laser: das Wechselspiel von Elektronen und Kristallstruktur

2015 Ernstorfer, Ralph
Festkörperforschung Materialwissenschaften Quantenphysik Teilchenphysik
Viele fundamentale Prozesse in kondensierter Materie werden durch die Wechselwirkung zwischen Elektronen und der atomaren Struktur bestimmt. Diese Kopplungseffekte lassen sich mit ultraschnellen Untersuchungsmethoden, wie zeitaufgelöster Spektroskopie und Femtosekunden-Elektronenbeugung, untersuchen. Diese erlauben Rückschlüsse auf die gegenseitige Abhängigkeit von elektronischer und kristalliner Struktur und beleuchten Dissipationseffekte in neuartigen Heteromaterialien. mehr

Von dünnen Silikat-Filmen zur atomaren Struktur von Glas

2014 Heyde, Markus; Shaikhutdinov, Shamil; Freund, Hans-Joachim
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften

Die Struktur amorpher Materialien aufgeklärt. Bisher stellte dieses Vorhaben durch die Komplexität dieser Stoffklasse eine der größten Herausforderungen dar. Modernen Präparationsmethoden in Kombination mit Rastertunnelmikroskopie ist die Entschlüsselung des Alltagswerkstoffs Glas gelungen.

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Konformation und Dynamik von Polypeptidketten aus ersten Prinzipien der Quantenmechanik

2013 Blum, Volker; Rossi, Mariana; Scheffler, Matthias
Chemie Festkörperforschung Materialwissenschaften Plasmaphysik Quantenphysik Teilchenphysik

Die Eigenschaften von Peptiden und Proteinen (Polypeptidketten) sind von grundlegender Bedeutung in der Biochemie und vielen anderen Aspekten der Chemie. Am Anfang einer quantitativen Vorhersage solcher Eigenschaften aus computergestützten Verfahren steht die sichere Bestimmung der Struktur und Dynamik spezifischer Ketten. Der vorliegende Artikel demonstriert die Reichweite und Genauigkeit heutiger numerischer Verfahren für dieses Problem, die allein auf den „ersten Prinzipien“ der Quantenmechanik aufbauen.

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