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Simone Techert
Forschungsgruppenleiterin, Professorin an der Georg-August-Universität Göttingen und Leitende Wissenschaftlerin der Gruppe Chemische Strukturdynamik bei DESY (Hamburg)
Telefon:+49 551 201-1268Fax:+49 551 201-1501

Simone Techert

Strukturdynamik (bio)chemischer Systeme

Wie "schnell" kann sich ein Molekül bewegen? Wie lange braucht es, um sich um sich selbst zu drehen? Was passiert, wenn diese Bewegungen behindert werden, beispielsweise das Molekül in einem Kristallgitter gefangen ist? Und welche Atombewegungen in einem Molekül spielen eine Rolle, wenn es mit einem anderen Molekül reagiert? Diesen Fragestellungen gehen wir in unserer Forschungsgruppe nach.

Ultrakurze Röntgenblitze bringen Licht ins Dunkel

Wenn wir atomare und molekulare Strukturen in Aktion beobachten, setzen wir Röntgenblitze ein, die nur 10-14 Sekunden dauern – eine hundert billionstel Sekunde. Diese extrem kurzen Blitze werden bei der ultraschnellen Röntgenbeugung an den Molekülen abgelenkt und nachgewiesen. So lassen sich einzelne Atome innerhalb eines Moleküls mit einer Genauigkeit von einem milliardstel Millimeter lokalisieren. Da die untersuchten Moleküle hundert- bis tausendmal größer sind, können wir so sehr genau auf sehr schnellen Zeitskalen jede Bewegung und jede Dynamik in Molekülen und chemischen Reaktionen verfolgen.

Choreographie der Moleküle

Zusätzlich beobachten wir, bei der ultraschnellen Röntgenspektroskopie, was von dem Röntgenblitz übrig bleibt, nachdem ein Teil der Lichtquanten von den getroffenen Molekülen aufgefangen wurde. So können wir herausfinden, mit welchen Bewegungen einzelne Atome der untersuchten Moleküle in der Choreographie einer chemischen Reaktion mitspielen. Mit diesen Methoden hoffen wir, chemische Prozesse so genau zu verstehen, dass wir sie gezielt manipulieren können, beispielsweise um Materialien zu entwickeln, die elektrische Energie effizienter in Lichtenergie umwandeln. Solche lichtaktiven Materialien könnten unter anderem in Photovoltaik-Anlagen und Biokraftwerken eingesetzt werden.

 
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