Millionenförderung für Sonderforschungsbereich von Universität Leipzig und TU Chemnitz

Forschungsteam aus Chemie und Physik untersucht Hyperpolarisation und strebt weitere Verbesserung molekularer Diagnostik an

Große Freude an der Universität Leipzig und der TU Chemnitz: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat einen Antrag der beiden sächsischen Hochschulen für einen gemeinsamen Sonderforschungsbereich/Transregio bewilligt. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden die „Hyperpolarisation in Molekularen Systemen“ erforschen. Sie wollen wesentliche Grundlagen etwa für weitere Fortschritte in der molekularen Diagnostik in der Medizin schaffen. Für das Verbundprojekt stellt die DFG in einer ersten, knapp vierjährigen Förderperiode über 13 Millionen Euro zur Verfügung. Die Förderung beginnt am 1. Oktober 2023. 

29 Professorinnen und Professoren sowie Nachwuchsforscherinnen und -forscher beider Universitäten sowie weitere externe Forschungspartnerinnen und -partner werden sich im Sonderforschungsbereich (Kurztitel „HYP*MOL“) mit der Elektronen- und Kernspin-Hyperpolarisation in molekularen Systemen beschäftigen.

„Die Förderzusage ist für alle Beteiligten ein Grund zur Freude und zugleich ein großer Ansporn“, sagt Prof. Dr. Eva Inés Obergfell, Rektorin der Universität Leipzig. „Die Hyperpolarisation gilt als spannendes, sich rasant entwickelndes Forschungsfeld. Ich denke, dass unser Forschungsteam neue, international sichtbare Erkenntnisse beitragen wird.“ Die Universität Leipzig sei somit an 16 Sonderforschungsbereichen beteiligt und habe in fünf davon die Sprecherrolle inne. „Das kann sich sehen lassen und bestärkt uns darin, weitere Anträge auf den Weg zu bringen.“

„Ich freue mich sehr über die Bewilligung des Sonderforschungsbereichs/Transregios HYP*MOL und danke allen Beteiligten, allen voran dem Leipziger Kollegen Jörg Matysik und unserer Kollegin Georgeta Salvan, sehr herzlich für ihr äußerst erfolgreiches Engagement“, sagt Prof. Dr. Gerd Strohmeier, Rektor der TU Chemnitz. „Der Sonderforschungsbereich/Transregio ist eine bedeutende Bereicherung unserer Kernkompetenz Materialien und intelligente Systeme und steht für eine fruchtbare und erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen der Universität Leipzig und der TU Chemnitz.“

Zum Hintergrund der Forschung: Elektronen und viele Atomkerne haben nicht nur eine elektrische Ladung, sondern auch ein magnetisches Moment – den „Spin“. Bislang wurde daran in drei getrennten Forschungsbereichen der Chemie und der Physik gearbeitet, nämlich in der magnetischen Resonanz, in der Spintronik und in der Spin-Chemie. Im Mittelpunkt steht dabei immer die kontrollierte Erzeugung einer kurzlebigen Spin-Ordnung von Elektronen oder magnetischen Atomkernen, also einer Hyperpolarisation und deren praktische Anwendung, zum Beispiel in der Medizin, Elektronik und Katalyse.

„Die Hyperpolarisation gibt bestehenden Anwendungen der magnetischen Resonanz, zum Beispiel in der Medizin, neue Impulse und öffnet die Tore zu aufregenden neuen Möglichkeiten“, sagt Prof. Dr. Jörg Matysik von der Universität Leipzig, Sprecher des Sonderforschungsbereiches (SFB). „Beispielswiese könnte die Magnetresonanztomographie in Krankenhäusern schneller und präziser werden. Rein organische elektronische Bauelemente auf flexiblen Trägern könnten mit Licht und einem Magnetfeld gesteuert werden. Auch neue Ansätze in der Photokatalyse für die Wasserstoffherstellung könnten zustande kommen.“

Um wesentliche Beiträge zum grundlegenden Verständnis der Erzeugung von Elektron- und Kernspin-Hyperpolarisation, ihres Transports durch molekulare Strukturen und ihrer Kontrolle leisten zu können, werden im SFB/Transregio „HYP*MOL“ nun erstmals die Felder der magnetischen Resonanz, der Spintronik und der Spin-Chemie zusammengeführt und eine gemeinsame Wissensbasis geschaffen. „Die 13 Teilprojekte von HYP*MOL bieten eine kritische Masse für die Entwicklung von einerseits auf Hyperpolarisation basierenden Methoden für Struktur, Bildgebung und Sensorik und andererseits für rational entworfene molekulare Systeme für Hyperpolarisation. Alle Projekte werden von interdisziplinären Teams durchgeführt, die Expertinnen und Experten in den Bereichen Synthese, Analytik und Theorie vereinen“, fügt Co-Sprecherin Prof. Dr. Georgeta Salvan von der TU Chemnitz hinzu.

Mit dem neuen SFB/Transregio wird auch ein Graduiertenkolleg eingerichtet. Junge Spin-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler sollen darin geschult werden, über den Horizont eines einzelnen Forschungsgebiets hinauszuschauen und Konzepte aus den drei durch den Transregio verbundenen Feldern zu nutzen.

Beteiligt am Sonderforschungsbereich/Transregio „HYP*MOL“ sind neben der Universität Leipzig und der TU Chemnitz auch die Rheinisch-Westfälische Hochschule Aachen, die Universität Augsburg, das Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung Leipzig, die TU München, die Universität Oldenburg und die Universität Rostock. An dem stark interdisziplinären Vorhaben arbeiten Forscher:innen aus den Bereichen Medizin, Biochemie, Chemie, Physik und Informatik eng zusammen.

Hinweis: Passend zum Sonderforschungsbereich wird im vom 24. bis 28. September 2023 an der Universität Leipzig die internationale Hyperpolarisationskonferenz stattfinden. Professor Matysik erwartet dazu rund 150 Forscherinnen und Forscher aus 20 Ländern.

Homepage des SFB/Transregio „Hyperpolarization in molecular systems“: www.hypmol.net  

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Jörg Matysik
Institut für Analytische Chemie (Universität Leipzig)
Telefon +49 (0)341 9736112
E-Mail joerg.matysik@uni-leipzig.de

Prof. Dr. Georgeta Salvan
Professur Halbleiterphysik (TU Chemnitz)
Telefon +49 (0)371 531-33137
E-Mail salvan@physik.tu-chemnitz.de

Mario Steinebach
19.05.2023

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