Institute und Experten

Der menschliche Körper kann die chemische Zusammensetzung der Luft in Innenräumen stark beeinflussen. Durch unsere Haut und unseren Atem geben wir eine komplexe Mischung chemischer Substanzen ab, die mit ihrer Umgebung reagieren können. Da wir viel Zeit in Innenräumen verbringen, spielt die Raumluftqualität eine wichtige Rolle für die Gesundheit. Deswegen ist es wichtig zu verstehen, wie sich die menschlichen Emissionen auf die Raumluft auswirken können. Forschende des Max-Planck-Instituts für Chemie unter Leitung von Jonathan Williams haben dies mit innovativen Experimenten untersucht.
 

Trotz zahlreicher Forschungsansätze ist immer noch nicht ganz klar, wie die einzelnen Bestandteile einer Zelle sich selbst organisieren, um eine lebende Zelle zu bilden. In der kürzlich gegründeten Abteilung Physik lebender Materie suchen wir nach neuer Physik in lebenden Systemen. Dabei überwinden wir Skalengrenzen – von einzelnen Molekülen bis hin zu makroskopischen Systemen – und decken allgemeine Prinzipien auf, die für die Entstehung und Organisation von lebender Materie sowie synthetischer, lebensähnlicher aktiver Materie entscheidend sind.
 

Katalyse ist eine Schlüsseltechnologie für eine nachhaltigen Zukunft, da sie die Herstellung von Energieträgern und wertvollen Chemikalien aus erneuerbaren Energien und nicht-fossilen Kohlenstoffquellen ermöglicht. Um der schwankenden Stromversorgung und der Variabilität der Rohstoffe gerecht zu werden, wird Adaptivität zu einem Parameter von wachsender Bedeutung für die Entwicklung von zukünftigen Katalysatorsystemen. Am MPI für chemische Energiekonversion erforschen wir neue Ansätze für das Design adaptiver katalytischer Systeme für die chemische Nutzung von Wasserstoff.

Seit einiger Zeit stehen zweidimensionale Materialien (2D-Materialien) mit langreichweitiger magnetischer Ordnung im Rampenlicht. Mit Hilfe modernster molekularer Strahlepitaxie haben wir den ersten großflächigen 2D-Ferromagneten hergestellt, der eine magnetische Easy-Plane Anisotropie aufweist:: eine Einzelschicht aus CrCl3 auf einem Graphen-Silizium-Karbidsubstrat. Dies bietet die Möglichkeit, um exotische Phänomene mit Anwendungspotenzial, wie 2D-Spin-Suprafluidität und topologisch geschützte magnetische Texturen, zu beobachten.

Mit Hilfe eines kürzlich entwickelten Formalismus, der als topologische Quantenchemie (TQC) bezeichnet wird, wurde eine Hochdurchsatzsuche nach topologischen Materialien in bekannten Datenbanken wie der Inorganic Crystal Structure Database (ICSD) durchgeführt. Wir haben bis zu 20000 Materialien mit topologischen Eigenschaften [1, 2] und weitere rund hundert neue topologische magnetische Materialien [3] gefunden.