Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Durch Erkenntnisse, wie es in Feststoffbatterien zum Kurzschluss kommt, könnte sich deren Lebensdauer verlängern lassen

Prestigeträchtige ERC Synergy Grants für zwei Max-Planck-Forscher
 

Selbstassemblierende Moleküle könnten bei der Krebstherapie helfen
 

Die Wahl der richtigen Proteine kann das Mundgefühl vegetarischer Würste verbessern

Eine Kombination aus organischen Materialien und Elektronik könnte neue Möglichkeiten für unkonventionelle zukünftige Computer eröffnen

Die Beobachtung ist so alltäglich, dass sie geradezu banal wirkt. Viele Menschen dürften schon einmal zugeschaut haben, wie Regentropfen über eine Fensterscheibe rinnen. Da überrascht es vielleicht, dass sich noch grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse darüber gewinnen lassen, wie Tropfen über Oberflächen laufen. Doch genau das ist einem Team des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung gelungen – und die Forschenden haben damit überraschende Anwendungsperspektiven eröffnet.

Qualle kross, Milchmayo und vegane Wurst mit Knack – das sind Spezialitäten aus dem Labor von Thomas A. Vilgis. Der Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz geht das Kochen mit wissenschaftlicher Präzision an und hat so die perfekte Synthese seiner beiden Leidenschaften gefunden.

Bis 2045 soll Deutschland klimaneutral werden. Das kann nur durch massiven Ausbau der Solarenergie und bessere Fotovoltaikmodule gelingen. Neue Materialien wie Perowskite versprechen günstigere und effizientere Anlagen. Stefan Weber und Rüdiger Berger vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz klären die Vorgänge in Perowskit-Solarzellen auf, um die Entwicklung voranzubringen.

Taubheit, Bewegungslosigkeit und im schlimmsten Fall eine Querschnittslähmung – die Durchtrennung einer Nervenbahn hat oft bleibende Folgen. Denn bei der Verletzung wird auch die extrazelluläre Matrix beschädigt, die den Neuronen Halt gibt. Tanja Weil und Christopher Synatschke, die am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz arbeiten, suchen einen Ersatz für das stützende Material, und sie sind bereits fündig geworden.

Eine Tür zu zahllosen Anwendungen hat Katharina Landfester, Direktorin am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz, aufgestoßen. Sie hat eine Technik entwickelt, mit der sich gezielt winzige Container für nahezu beliebige Substanzen herstellen und mit diversen Funktionen ausstatten lassen. Nun arbeitet ihr Team daran, die Nanokapseln als Transporter für Arzneistoffe, als medizinische Sensoren oder für eine Pilzbehandlung im Weinbau zur Anwendung zu bringen.

Die Trennung verschiedener Stoffe benötigt einen großen Anteil des weltweiten Energiebedarfs. In einem innovativen Ansatz versucht meine Forschungsgruppe, besonders energieeffiziente Trennverfahren zu realisieren, indem wir Quanteneffekte nutzen. Dank der neu entdeckten "Quantenreibung" zwischen Flüssigkeiten und den Wänden von Kanälen lassen sich Flüssigkeitsströme im Nanomaßstab präzise steuern, und zwar, indem die Elektronen in den Kanalwänden beeinflusst werden. Dieser Mechanismus könnte in Zukunft Trennverfahren erheblich verbessern. 

Medikamente durchlaufen ein komplexes Testverfahren, bevor sie zum Einsatz kommen. Teil dieses Verfahrens sind oftmals Versuche an Tieren. Unter anderem ist hierbei wichtig, wie Medikamente durch die Zellwände des Darms bis ins Blut gelangen können. Um diesen Prozess auch in Laborexperimenten bereits simulieren zu können, haben wir in unserer Arbeit einen auf organischen Materialien basierenden Transistor entwickelt. Mit diesem lässt sich in unserem Versuchsaufbau die Durchlässigkeit von Zellschichten durch Messung ionischer Ströme messen.

Die Erzeugung von Wasserstoff oder die Gewinnung von Energie aus molekularem Wasserstoff könnten wichtige Prozesse bei zukünftigen Energiespeicher-Systemen sein, wie sie unter anderem in wasserstoffbetriebenen Autos bereits genutzt werden. Am Max-Planck-Instituts für Polymerforschung haben wir uns die auf molekularen Längenskalen ablaufenden Prozesse genauer angesehen und damit grundlegende Einblicke in die chemischen Reaktionen an Elektroden gewonnen.

Durch eine Verletzung durchtrennte Nervenbahnen sind nur schwer behandelbar und machen teils aufwändige Operationen erforderlich. Am MPI für Polymerforschung haben wir uns gefragt, ob sich Nervenzellen nicht mittels maßgeschneiderter Materialien zum Wachstum stimulieren lassen. Dies würde den Zellen helfen, eine Lücke im Nerv wieder zu schließen. Mit einem künstlich im Labor hergestellten Material sind wir der Lösung dieses Problems ein ganzes Stück nähergekommen und forschen nun daran, dass unser Material in Zukunft eine Alternative zu Operationen darstellen könnte.

Die Pilzkrankheit Esca befällt Weinreben und führt zu einem Absterben der Pflanzen. Ein Befall kann auch Jahre vor den ersten äußeren Anzeichen stattfinden, was eine frühzeitige Behandlung nahezu unmöglich macht. Jährlich entsteht so weltweit ein Schaden von über einer Milliarde Euro. In unserer Forschung haben wir eine auf Nanotechnologie basierende Behandlungsmethode entwickelt, die den Pilz im Inneren der Weinrebe bekämpfen kann.