Molekulares „Lego“: Chemikerin der TU Graz erforscht Kunststoffe aus dem Molekülbaukasten

In „Klick“-Reaktionen bilden chemische Verbindungen namens „Tetrazine“ mit verschiedensten Molekülen neue chemische Kombinationen. Um diese „chemische Partnerschaft“ einzugehen und sich im Baukastenprinzip zu neuartigen Materialien zu vereinen, brauchen die Moleküle nur gewisse Doppel- und Dreifachbindungen und relativ einfache Reaktionsbedingungen. Warum und wann genau es „Klick“ macht und welche Anwendungspotentiale sich ergeben, erforscht Astrid-Caroline Knall an der TU Graz: Sie nimmt mit Oktober 2012 in einer Hertha-Firnberg-Stelle die Möglichkeiten des molekularen „Legos“ näher unter die Lupe.

Die intensiv rosa gefärbten „Tetrazine“ sind erst kürzlich in den Fokus der Wissenschaft gerückt, geben nun aber umso vielfältigere Ausblicke. Sie können sich mittels „Klick“-Reaktionen mit anderen chemischen Bausteinen zu neuartigen Materialien verbinden und bieten damit ein riesiges Anwendungspotential. „ Nachdem die Materialien, die aus diesen Klick-Reaktionen entstehen, noch gänzlich unbekannt sind, ist das denkbare Anwendungsspektrum natürlich unfassbar breit“, erklärt Astrid-Caroline Knall vom Institut für Chemie und Technologie von Materialien.

Die steirische Chemikerin erforscht ab Oktober 2012 als Hertha-Firnberg-Stipendiatin an der TU Graz die Kombinations- und Einsatzmöglichkeiten. „Im Vordergrund steht die Polymerchemie als solche: zwei unterschiedliche Polymere ergeben in Kombination ein völlig neues Kunststoffprodukt. Wir denken aber auch an die chemische Sensorik und Photovoltaik“, so Knall konkreter.

Unkomplizierte „Klick-Chemie“

Die Idee hinter der Klick-Chemie ist so einfach wie verblüffend: Moleküle, die entweder mit elektronenreichen oder gespannten Doppel- und Dreifachbindungen versehen sind, können so gut wie alle chemischen Baustoffe miteinander verknüpfen. Neben den unzähligen Kombinationsmöglichkeiten hat diese Art von Chemie einen weiteren großen Vorteil: Es fallen keine umweltschädlichen Nebenprodukte an. Im Gegenteil: „Klick-Reaktionen können wir bei sehr milden Reaktionsbedingungen durchführen, ohne spezielle Katalysatoren oder Reagenzien und sogar in bio-kompatiblen Lösungsmitteln wie Wasser oder Zellen“, erklärt Astrid Knall.

Förderung für Forscherinnen

Mit Oktober 2012 ist Astrid Knall ihre Hertha-Firnberg-Stelle angetreten. Im Rahmen des dreijährigen Projektes „Tetrazine als vielseitige Bausteine in der Polymerchemie“ ist auch eine Zusammenarbeit mit dem Imperial College London geplant. Der Wissenschaftsfonds FWF fördert mit Hertha-Firnberg-Stellen besonders qualifizierte Wissenschafterinnen, die eine Universitätslaufbahn anstreben.

Biografische Skizze

Geboren 1982 in Graz, entschied sich Astrid-Caroline Knall für das Studium der Technischen Chemie an der TU Graz und schloss 2008 ihr Doktorat mit Auszeichnung ab. Sie arbeitete danach über zwei Jahre in der Forschung und Entwicklung für Borealis Polyolefine GmbH in Linz. Um sich wieder der Grundlagenforschung widmen zu können, kehrte sie 2011 an die TU Graz zurück, wo sie nun am Institut für Chemie und Technologie von Materialien forscht.

Rückfragen:
Dipl.-Ing. Dr.techn. Astrid-Caroline Knall
Institut für Chemie und Technologie von Materialien
Tel: +43 (316) 873 32284
Mobil: +43 (0) 650 2774545
Email: a.knall@tugraz.at