Jahrbuch 2013 - Research Departments - Ruhr

Commentaren

Transcriptie

Jahrbuch 2013 - Research Departments - Ruhr
JAHRBUCH 2013
ANNUAL REPORT 2013
Aktivitäten des / Activities of the
RESEARCH DEPARTMENT
Interfacial Systems Chemistry
INHALTSVERZEICHNIS
INDEX OF CONTENTS
Jahrbuch 2013 / Annual Report RD IFSC 2013
Das Jahr 2013 für das RD IFSC / The Year 2013 for the RD IFSC
1-3
Shared Laboratory4-5
Verbundforschung / Collaborative Research6-15
Poster / Posters16-17
Nachwuchswissenschaftler18-25
Highlights Dr. Bandarenka26
Highlights Jun.-Prof. Dr. Bandow27
Highlights Dr. Behler
28
Highlights Jun.-Prof. Dr. Beránek29
Highlights Prof. Dr. Devi30
Highlights Jun.-Prof. Dr. Ebbinghaus31
Highlights Prof. Dr. Fischer32
Highlights Prof. Dr. Havenith-Newen33
Highlights Prof. Dr. Herrmann34
Highlights Dr. Kareth35
Highlights Dr. La Mantia36
Highlights Prof. Dr. McCaskill37
Highlights Prof. Dr. Metzler-Nolte38
Highlights Prof. Dr. Morgenstern39
Highlights Dr. Mudring40
Highlights Prof. Dr. Muhler41
Highlights Dr. Müller42
Highlights Prof. Dr.-Ing. Petermann43
Highlights Dr. Plumeré44
Highlights Prof. Dr. Sander45
Highlights Priv.-Doz. Dr. Schmid46
Highlights Prof. Dr. Schuhmann47
Highlights Dr. Seitz48
Highlights Dr. Strunk49
Highlights Prof. Dr. Wark50
Highlights Prof. Dr.-Ing. Weidner51
Publikationen 2013 / Publications 2013
52-70
Kontakt / Contact72
Informationen zum Titelbild/
Informations about the Cover Picture
Ionische Flüssigkristalle verbinden die Eigenschaften von Ionischen Flüssigkeiten mit flüssigkristallinem Verhalten. Als solche besitzen
sie niedrige Dampfdrücke, breite elektrochemische Fenster und eine große Variabilität in Bezug auf chemische Modifizierungen. Die Art der
flüssigkristallinen Phase hängt sowohl von der
Form des Kations als auch von der des Anions
ab. Passt man die Symmetrie der Ionen entsprechend an, können der Temperaturbereich der
Mesophase vergrößert werden oder erwünschte
Phasen wie hoch geordnete kolumnare Phasen
erhalten werden (siehe Bild, aufgenommen unter einem Polarisationsmikroskop).
Ionic liquid crystals combine the properties of ionic liquids with liquid crystalline behavior.
As such, they possess low vapor pressures, broad electrochemical windows and a large
variability by means of chemical modifications. The nature of the liquid crystalline phase
depends both on the shape of the cation as well as on the anion. In adapting the symmetry
of the ions, the temperature window of mesophases can be enlarged and desired phases
like highly order columnar phases (see picture, recorded under a polarized optical microscope) can be achieved.
 Dr. Eike T. Spielberg
DAS JAHR 2013 FÜR DAS RD IFSC
THE YEAR 2013 FOR THE RD IFSC
Aktivitäten vom RD IFSC in 2013 /
Activities of RD IFSC in 2013
Das RD IFSC Board hat sich dafür entschieden seine Strategie für die Zukunft zu optimieren und die
Vorteile für seine Mitglieder deutlicher hervorzuheben: z.B. durch die Professionalisierung der Shared
Laboratory Strategie: So konnte das RD ISFC sich in 2013 personell verstärken, um das Konzept
des Shared Laboratories sichtbar auszubauen. Im Sommer 2013 wurde Frau Lisa Feldhaus als Lab
Managerin eingestellt und unterstützt so die administrativen Arbeiten und Öffentlichkeitsarbeit des
Projektbüros RD IFSC als auch die Wartung und Messungen der Shared Lab Geräte. Zusätzlich hilft sie
auch in der SC-Abteilung der Fakultät für Chemie und Biochemie bei Bedarf aus.
Infrastructure
Service
RD IFSC
Shared
Laboratory
Science
Networking
The RD IFSC Board decided to improve its strategy for the future and to highlight the benefits for its
members: e.g. by professionalizing the Shared Laboratory strategy. In 2013, the RD IFSC was able to
increase its personnel in order to visibly strengthen its concept of the Shared Laboratory. Lisa Feldhaus
was hired in summer 2013 as Lab Manager. She is responsible for the organization of matters dealing
with the Shared Lab Instruments e.g. also maintenance and performing measurements. She also supports the project office of RD IFSC by performing administrative work and public relations. In addition
she is helping on demand in the SC-group of the faculty of chemistry and biochemistry.
Der Fokus der Science Managerin Dr. Sabine Borgmann lag in 2013 bei der Koordinierung und Organisation der Nutzerinteressen bei den Planungen des ZEMOS Forschungsgebäudes und der Implementierung des Exzellenzclusters RESOLV als Geschäftsführerin des Clusters. Hier zeigt sich der Ausbau
der Projektbüro/-management Aktivitäten und Expertise des RD IFSC: ein weiteres Ziel des RD IFSC
Boards für den Zeitraum 2013 und 2014.
In 2013, the focus of the Science Manager Dr. Sabine Borgmann was the coordination and organization
of the needs of the scientist during the planning phase of the ZEMOS Research Building as well as the
support of the implementation of the Cluster of Excellence RESOLV as CEO of the Cluster. Thus, the
extension of project office/management activities and expertise becomes obvious: another goal of the
RD IFSC Board for the time frame 2013 and 2014.
1
DAS JAHR 2013 FÜR DAS RD IFSC
THE YEAR 2013 FOR THE RD IFSC
Forschungsorientierte Lehre / Research-orientated
Teaching
Im Bereich forschungorintierter Lehre wurde wieder das IFSC/Orientierungspraktikum (Leitung: Prof.
Dr. Anjana Devi) durch Übernahme von Druckkosten für die Poster unterstützt. Im vorangegangen Jahr
hatte das RD IFSC zusammen mit der Fakultät die Posterkästen auf der Ebene NC 03 vor der Fachbibliothek beschafft, damit die Ergebnisse der Studierenden aus diesem Praktikum dauerhaft präsentiert
werden können. Am 13.12.2013 fand wieder das von den Studierenden selbst organisierte SPS-Event
mit lebhafter Diskussion an den Postern der Studierenden statt. Es gab eine rege Beteiligung an der
Poster Session von anderen Studierenden und den Forschern der Fakultät für Chemie und Biochemie
und dem RD IFSC (s. unten stehende Fotos).
In the field of research-orientated teaching the RD IFSC supported again the printing expenses for the
posters of the IFSC/Orientation Lab Course (under the direction of: Prof. Dr. Anjana Devi). In the year
before novel poster display cabinets were bought by a joint initiative by the Faculty of Chemistry and
Biochemistry and the RD IFSC. These are useful to display the results of the students permanently
on level NC 03 direct in front of the Department’s library. On December 13th 2013 there was taking
place the SPS-Event which is organized by the students themselves. There was a huge interest in the
poster session by other students and researchers from the Faculty of Chemistry and RD IFSC (refer to
pictures below).
Blick in die Vergangenheit / A view back
Das Research Department IFSC wurde 2009 gegründet: Am 12.01.2009 veröffentlichte die RUB in
einer Pressemitteilung, dass ihr Zukunftskonzept „RUB Research Campus“ dank der großzügigen
Unterstützung des Landes Nordrhein-Westfalen von rund 20 Millionen Euro, drei von fünf geplanten
Research Departments gegründet hat. Das RD „Interfacial Systems Chemistry“ (IFSC, Sprecher Prof.
Dr. Wolfgang Schuhmann) gehörte neben dem RD Protein und Plasma auch dazu.
Als weitere Sprecher/innen waren vor Prof. Dr. Anja-Verena Mudring, Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte und
Prof. Dr. Martina Havenith-Newen aktiv.
The Research Department IFSC was founded in 2009: On January 1st 2009 the RUB posted a press
release indicating that her Future Concept “RUB Research Campus” was able to install three out of
planned five Research Departments thanks to the generous funding of about 20 Million Euros of the
State Northrhine-Westfalia. The RD “Interfacial Systems Chemistry” (IFSC, Speaker: Prof. Dr. Wolfgang
Schuhmann) was part of it as well as the RDs Protein and Plasma.
Speakers before Prof. Dr. Anja-Verena Mudring were Prof. Dr. Nils Metzler-Nolte und Prof. Dr. Martina
Havenith-Newen.
2
DAS JAHR 2013 FÜR DAS RD IFSC
THE YEAR 2013 FOR THE RD IFSC
Entwicklung der Mitgliederzahlen des RD IFSC /
Development of the number of members
Die Anzahl der Mitglieder des RD IFSC hat sich von 2009 von 21 auf 32 in 2013 erhöht. Zurzeit hat das
RD IFSC einen Anteil von 11 Nachwuchsgruppenleiter/innen. Damit zeigt sich das die Nachwuchsförderung sehr wichtig für das RD IFSC ist und die Wissenschaftler in die Aktivitäten durch Vernetzung
und Einbeziehung in größere Verbundforschung wie z.B. RESOLV und ZEMOS sichergestellt wird.
The number of members of the RD IFSC increased from 21 to 32 from 2009 to 2013. At the moment
the RD IFSC has 11 young investigators as group leaders as members. This underlines that the support
of young researchers is of great importance for the RD IFSC. For instance, these scientists are incorporated into scientific networks and in substantial collaborative projects such as RESOLV and ZEMOS.
Entwicklung der Publikationszahlen des RD IFSC /
Development of the publication output
In den Jahren seit der Gründung des RD IFSC hat sich die absolute Publikationsleistung stetig erhöht,
ist jedoch im Durchschnitt mit etwa 6 Publikationen pro PI als normierte Durschnittsleistung der PIs
konstant geblieben.
Since the foundation of the RD IFSC the absolute publication output steadily increased, but kept constantly on an average level of about 6 publications per PI as normed average performance per PI.
3
SHARED LABORATORY
Neuigkeiten vom Shared Laboratory /
News from the Shared Laboratory
Ursprünglich wurde die Idee des Shared Laboratories, die durch eine moderne Geräteinfrastruktur
getragen wird, realisiert durch die Anschaffung von diversen modernen Instrumenten in den Jahren
2009-2010. Für jedes Gerät übernahm ein Mitglied des RD IFSC die Verantwortung – auch für die
Pflege, Wartung und den Service rund um das Gerät.
Die vom RD IFSC angeschafften Geräte stehen generell allen Mitgliedern des Departments zur
Verfügung. Informationen zu Nutzungsbedingungen, Kosten für die Nutzung und Ansprechpartner sind
auf der Homepage für die einzelnen Geräte zu finden:
http://www.rd.ruhr-uni-bochum.de/ifsc/IFSC-Labor/index.html.
Das RD IFSC Board hat beschlossen, dass für eine Pilotphase von 2013-2015 das Shared Lab
Konzeptes ausgebaut wird, um so eine Professionalisierung der technische Betreuung der Geräte und
eine verbesserte Unterstützung der Wissenschaftler/innen für die laufenden Forschungsvorhaben zu
erreichen. Aus diesem Grund wurde als Lab Managerin die Laborantin Frau Lisa Feldhaus im Sommer
2013 eingestellt (s. auch Feature).
Initially the idea of a Shared Laboratory driven by modern instrumental infrastructure was realized
by acquiring a large amount of state-of-the-art instrumentation in the years 2009-2010. For each
instrument a member of the RD IFSC took over responsibility – also for the support, maintenance, and
service around the instrument.
These instruments are available for all members of the Department. You can find information about
usage, costs, and contact details on the homepage for each of the instruments:
http://www.rd.ruhr-uni-bochum.de/ifsc/IFSC-Labor/index.html.en.
The RD IFSC Board decided that as a pilot phase from 2013 to 2015 the Shared Lab Concept will be
extended in order to achieve a more professionalized technical support for the instrumentation and an
improved support of the ongoing research projects of our scientists. For this reason, in summer 2013
the lab technician Lisa Feldhaus was hired as Lab Manager (refer also to the Feature).
4
SHARED LABORATORY
Feature Lab Manager RD IFSC
Am 05. August haben wir unsere Shared Lab Managerin eingestellt, die in einem kuzen
Feature über sich und ihre Tätigkeiten Auskunft gibt:
Seit Sommer 2013 arbeiten Sie als Lab Managerin im RD IFSC. Was gefällt Ihnen besonders an
dieser Aufgabe?
Mein Aufgabenbereich ist sehr abwechslungsreich. Ich kann mich im Bereich Öffentlichkeitsarbeit, z.B.
der Gestaltung der Homepage und des neuen Jahrbuchs des RD IFSC kreativ einbringen. Außerdem
habe ich die Möglichleit praktische Aufgaben im Labor erledigen (z.B. als Vertretung in der Elementaranalyse). Diese Flexibilität macht mir besonders viel Spaß.
Welche Erfahrungen bringen Sie mit und wo können Sie besonders hilfreich für unsere Mitglieder sein?
Ich bin gelernte Chemielaborantin und bin erfahren im Bereich Analytische Chemie. Außerdem kann
ich dank Weiterbildungskurse mit Adobe CS6 (Photoshop, Illustrator und InDesign) und Imperia umgehen. Da ich vielseitig einsetzbar bin (im Labor & Büro), gerne dazu lerne und sehr gerne serviceorientiert arbeite, ist dies sicherlich von Vorteil für unsere Mitglieder.
Welche Herausforderungen sehen Sie für die Optimierung des Shared Laboratory Konzeptes?
Eine Herausforderung besteht sicher in der langfristigen Finanzierbarkeit von Wartungen und Reparaturen. Hier wäre es hilfreich neue Konzepte zu entwickeln, die für alle Mitglieder tragbar sind. Optimieren lässt sich auch die Nutzungsfrequenz einiger Geräte. Hier werde ich mich weiter einbringen und die
Reparaturen unterstützen.
Was hat Ihnen im letzten halben Jahr besondere Freude an der Arbeit im und für das RD IFSC
gemacht?
Die Gestaltung des Jahrbuches 2012 vom RD IFSC war für mich ein Highlight, da ich hier meine neu
erworbene Expertise im Bereich grafischer Gestaltung nutzen und nebenbei auch gleich die aktuelle
Forschungsausrichtung der Mitglieder („Forschungshighlights“) kennen lernen konnte.
5
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
RESOLV
Activitities of the Cluster of Excellence
The Cluster of Excellence RESOLV (Ruhr Explores Solvation: EXC 1069) is funded with 28 Mio. EUR by
the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) within the framework of the German Excellence Initiative. The project commenced on November the 1st, 2012, and the funding period will end on October
the 31st, 2017. Prof. Dr. Martina Havenith-Newen is the Speaker and Coordinator of RESOLV. The
Ruhr-Universität Bochum (RUB) hosts the Cluster of Excellence.
The scientists of all research areas meet regularly. In addition, there are
annual workshops offered for Research Areas A, B, and C. RESOLV
invites national and international speakers to lecture on the
in the field of Solvation Science within the frame work of the RESOLV
colloquia (http://www.ruhr-uni-bochum.de/gss/colloquia.html.en). The International Faculty (IF) Solvation Science provides an international
network of top institutions to foster long-term scientific collaborations.
RESOLV
Solvation
Science
A | Solvation
and Chemical
Processes
C | Solvation
and
Interfaces
B | Solvation
and Biomolecules
Activities of RESOLV in 2013
Graduate School Solvation Science
As part of RESOLV, a new international Graduate School Solvation Science (GSS) for doctoral students
was established in January 2013 (http://www.ruhr-uni-bochum.de/gss/index.html.en). Dean of the GSS
is Prof. Dr.-Ing. Marcus Petermann and Science Manager of the GSS is Dr. Rachel Glaves. The members
of the GSS was increased from 2 in January 2013 to 51 in February 2014.
 RUB, Foto: Nelle
 RUB, Foto: Nelle
TranSOLV
In 2013 TranSOLV was established: TranSOLV realizes the direct and rapid transfer of knowledge
obtained by the fundamental research done in RESOLV into technologically relevant processes and
products via projects with industrial partners (http://www.ruhr-uni-bochum.de/solvation/transolv/transolv.html.en). TranSOLV and the Graduate School Solvation Science have organized a representative
lecture series for students presented by industry with the title „Careers in Industry“.
6
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
RESOLV
Activitities of the Cluster of Excellence
International Opening Symposium “Solvation Science”
RESOLV was launched at the Ruhr-Universität Bochum by means of an International Scientific Symposium on the 4th and 5th of June 2013, which brought speakers from all over the world to Bochum
to discuss the topic of “Solvation Science”. Including internationally renowned scientists from UC
Berkeley, ETH Zürich, École Normale Supérieure Paris and Yale. Philip Ball, Science Writer from
England, hold the opening speech with the title “From damnation to solvation”. Prof. Dr. Irit Sagi from
the Weizmann Institute in Israel and representative of the “International Faculty Solvation Science”
followed by opening the scientific part of the Symposium; she highlighted the role of water in enzymatic catalysis. The sheer breadth of the field of Solvation Science is reflected in the Symposium itself;
the topics range from enzymatic reactions in biology to the solvation of individual, charged particles at
low temperatures.
 RUB, Foto: Nelle
International Female Faculty (IFF)
The first International Female Faculty Meeting (International Women Scientist Meeting) was held on
the 3rd and 4th of October 2013 at the ETH Zurich (http://www.ruhr-uni-bochum.de/solvation/gender_
events/gender_activities.html.en). It was held in conjunction with the NCCR MUST (Molecular Ultrafast
Science and Technology) and 35 scientists from 14 German and Swiss universities took part. The goal
of the IFF meeting was to present female role models in the field of chemistry and physics in order
to encourage early career researchers for a career in science. A professional coach explained how to
overcome challenges in a male-dominated environment.
RESOLV: www.rub.de/solvation
GSS: www.ruhr-uni-bochum.de/gss/index.html.en
7
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
RESOLV
Umbaumaßnahme des Exzellenzclusters
Im Rahmen der Startphase des DFG geförderten
Exzellenzclusters RESOLV (Ruhr Explores Solvation;
EXC 1069) unterstützt die Ruhr-Universität Bochum
(RUB) die Forscher und Studierenden mit einer
Infrastrukturmaßnahme in der Fakultät für Chemie
und Biochemie: Büro und Laborflächen sollen für
die Forschung rund um Lösungsmittelprozesse zur
Verfügung gestellt werden.
In knapp sechs Monaten Bauzeit entstanden auf den
600 m² Fläche der Fakultätsbibliothek der Fakultät
für Chemie und Biochemie im Gebäude NC auf der
Ebene 03 drei neue Nutzungsbereiche: (1) die neu
gestaltete Fakultätsbibliothek, (2) neue Büroflächen
für RESOLV sowie (3) die Optimierung von studentischen Arbeitsflächen.
RESOLV
RUHR EXPLORES SOLVATION
CLUSTER OF EXCELLENCE - EXC 1069
8
Im ersten Bauabschnitt wurde nach einer umfänglichen Schadstoffsanierung der nördliche Bereich
für eine neu strukturierte Bibliothek hergerichtet.
Hinter dem umgestalteten Eingangsbereich liegt
die Bibliothek, die Ansprüche an modernes Lernen
und Arbeiten erfüllt. Es stehen neben der fachlichen
Literatur großzügige Lese- und Arbeitsbereiche mit
Multimedia-Ausstattung sowie Gruppenarbeitsflächen mit digitalen Leseplätzen und Schallboxen
für eine ungestörte Lern- und Leseatmosphäre zur
Verfügung.
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
RESOLV
Umbaumaßnahme des Exzellenzclusters
Als Ausgleich für die nun etwas kleinere Bibliotheksfläche wurden im südlichen Eingangsbereich
des Gebäudes NC 03 Arbeitsflächen für Studierenden eingerichtet. Mit Stahl-Glaselementen ist der
Bereich sowohl visuell als auch akustisch von den
Bewegungsflächen der Ebene abgetrennt. Zusätzliche Deckensegel sorgen für eine optimale Raumatmosphäre.
Im zweiten Bauabschnitt im Südbereich der ehemaligen Bibliothek wurden Arbeitsbereiche und Büros für
das Exzellenzcluster RESOLV eingerichtet.Auch hier
entstanden nach einer umfangreichen Schadstoffsanierung helle, moderne Arbeitsräume und Büros
sowie mehrere Besprechungsbereiche. Die Fläche
wird von großzügigen Glastrennwänden gegliedert.
Die Versorgungs-und Datentechnik wurde auf den
neuesten Stand gebracht.
Im Dezember 2013 konnte die Fläche wieder vollständig an die Nutzer übergeben werden. So steht
den Wissenschaftlern/innen, den Nachwuchsgruppenleiter/innen und den neu berufenen Professor/
innen von RESOLV - schon gut ein Jahr nach Start
des Projektes im November 2012 - eine moderne
Büroinfrastruktur zur Verfügung. In der nächsten
Bauphase werden noch weitere Umbauten für neue
Labore realisiert werden.
Autoren: Thomas Lilje (Dez. 5), Claudia Haun (Dez.
1), Sabine Borgmann (RESOLV)
9
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
ZEMOS
Planungsphase des Forschungsbaus
und Start der Baustelle
Nach umfangreichen Planungs- und
Ausschreibungsvorbereitungen in 2013
durch das Projektteam
(RUB- und BLB-Mitarbeiter) werden nun
im Januar 2014 die ersten Bauaktivitäten
auf dem Baugelände sichtbar.
Seit Januar 2014 nun der Forschungsneubau als direkter Nachbar in Verlängerung zur N-Reihe unmittelbar an der Oststrasse errichtet wird. Für Ende Februar 2016 ist die Übergabe des Neubaus an die
RUB Nutzer durch den BLB geplant.
Anfang März 2014 ist die Baugrube mit 7 m Tiefe fast zu 70% fertig gestellt. Die Bagger haben sich
durch den im Bereich der Baugrube befindlichen Fels gegraben, aber auch Steinkohle (wie auf dem
Foto sichtbar) freigelegt.
Pressemitteilung 29 der RUB (2014): Startschuss für Forschungsbau | ZEMOS Expertise zu Lösungsmittelprozessen bündeln | Grundsteinlegung für Mai geplant
(http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2014/pm00029.html.de)
Pressemitteilung 297 der RUB (2013): Mit ZEMOS anknüpfen an die Weltspitze der Solvatationsforschung | NRW-Forschungsministerin setzt Weiterbau durch | Das ehrgeizige Projekt drohte an
veränderten Genehmigungsvorschriften zu scheitern
(http://aktuell.ruhr-uni-bochum.de/pm2013/pm00297.html.de)
10
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
ZEMOS
Planning-Phase of the Research Building
and Start of the Construction
After extensive planning and bidding procedures performed in 2013 by the project team (RUB and BLB
employees), there are now the first building activities visible on campus since January 2014.
In 2013 the progress of the construction process was blocked by changes in interpretations of building
regulations. But luckily the planning stop was countermanded. Thus, since January 2014, the new
research building is constructed as direct neighbor in extension of the N-Buildings. The transfer of the
new building to the RUB scientist by the BLB is envisioned to be at the end of February 2016.
In the beginning of March 2014 the ditch for the foundation with a depth of about 7 m is finalized to
about 70%. The diggers removed solid rocks but also stone coal (as visible on the photograph).
 RUB, Foto: Nelle
11
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
4G-PHOTOCAT
Fourth generation photocatalysts: nanoengineered composites for water decontamination
in low-cost paintable photoreactors
EU-funded collaborative project (7th Framework Programme, 2013-2017)
Project Coordinator: Jun.-Prof. Dr. Radim Beránek; Email: [email protected]
Photocatalysis is potentially one of the
cheapest and most efficient methods for
purifying water from pollutants. Sunlight
and oxygen establish oxidizing conditions
under which toxins are easily degraded into
non-harmful substances like water and
carbon dioxide. Up to now the process,
however, faces two problems: degradation rates are too low and assembly of the needed photoreactors is too expensive. Within the project
4G-PHOTOCAT, cost-efficient photocatalysts with a considerably improved degradation rate are being
developed. The ultimate goal is to implement the newly developed photocatalysts into a
liquid paint. Photoreactors painted with that liquid can be used, for example, for water
decontamination in remote rural areas of Vietnam.
4G-PHOTOCAT allies the expertise of seven academic and three industrial partners from five European
countries and two Southeast Asian countries. At the RUB, Prof. Dr. Radim Beránek collaborates with
Prof. Dr. Roland A. Fischer (Inorganic Chemistry II), Prof. Dr. Martin Muhler, and Dr. Jennifer Strunk
(Industrial Chemistry). The international collaborators include scientists from the University College
London, J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry in Prague, Jagiellonian University Krakow,
University of Helsinki, Universiti Teknologi Malaysia, Hanoi University of Agriculture. Furthermore,
industrial partners from Finland (Picosun), Czech Republic (Advanced Materials), and Vietnam (Q&A)
join the team.
Die Photokatalyse könnte eine der günstigsten und effizientesten Methoden sein, um Wasser von
giftigen Substanzen zu befreien. Durch Licht und Sauerstoff entstehen oxidierende Bedingungen, bei
denen die Gifte leicht zu unschädlichen Substanzen wie Wasser und Kohlendioxid abgebaut werden.
Bislang hat das Verfahren aber zwei Probleme. Die Abbauraten sind nicht hoch genug, und es ist teuer,
die notwendigen Reaktoren aufzubauen. Im Projekt 4G-PHOTOCAT werden kostengünstige Photokatalysatoren mit einer stark verbesserten Abbaurate entwickelt. Das ultimative Ziel ist es, die neu entwickelten Photokatalysatoren in Form einer anstreichbaren Beschichtung herzustellen. Auf diese Weise
angestrichene Photoreaktoren könnten bei der Wasser-Dekontamination in den ländlichen Gebieten
zum Beispiel von Vietnam Einsatz finden.
An der RUB kooperiert Prof. Dr. Radim Beránek mit Prof. Dr. Roland A. Fischer (Anorganische Chemie
II), Prof. Dr. Martin Muhler und Dr. Jennifer Strunk (Technische Chemie). Die internationalen Projektpartner sind Forscher vom University College London, J. Heyrovský Institut für Physikalische Chemie in
Prag sowie von der Jagiellonen-Universität Krakau, Universität Helsinki, Universiti Teknologi Malaysia
und Hanoi University of Agriculture. Außerdem sind industrielle Partner aus Finnland (Picosun), der
Tschechischen Republik (Advanced Materials) und Vietnam (Q&A) mit an Bord.
12
Webpage: http:// www.4g-photocat.eu
VERBUNDFORSCHUNG
COLLABORATIVE RESEARCH
TRANSOLV
Transfer of basic research progress to applied research
The transfer project TranSOLV is part of the excellence cluster RESOLV. Based on the knowhow and
the already existing infrastructure of Fraunhofer UMSICHT, the realization of the direct transfer of university basic research results into applied research projects with industrial partners in order to develop
technologically relevant processes and products is the long-term aim of TranSOLV. Thus, TranSOLV
focusses firstly on the internal cross-linking between UMSICHT and RESOLV via shared PhDs and
internal knowledge transfer. In TranSOLV’s first workshop “Get together UMSICHT & RESOLV” the
representatives of both institutions developed joint research activities. In small working groups the
focus and the aims of TranSOLV as an interdisciplinary and interconnecting project of RESOLV at the
interface to industry were defined. Furthermore, the introduction of RESOLV within industry (exhibition
appearance at ACHEMA 2015) and making contact with important representatives of industry (on-topic round of talks, technology days) is realized by TranSOLV.
Transfer von Fortschritten der Grundlagenforschung in die angewandte Forschung
Das Transferprojekt TranSOLV ist Teil des Exzellenzclusters RESOLV. Basierend auf dem Knowhow
und der vorhandenen Infrastruktur von Fraunhofer UMSICHT ist das langfristige Ziel von TranSOLV den
direkten Transfer der Ergebnisse der universitären Grundlagenforschung in anwendungsorientierte
Projekte mit Partnern aus der Industrie zur Entwicklung technologisch relevanter Prozesse und Produkte zu realisieren. Gegenwärtig fokussiert sich TranSOLV auf die interne Vernetzung von UMSICHT
und RESOLV (Kooperationsprojekte mit gemeinsamen Doktoranden, interner Wissens- und Informationstransfer). In einem ersten Workshop „Get together UMSICHT & RESOLV“ wurden durch Vertreter
beider Institutionen gemeinsame Forschungsschwerpunkte erarbeitet und in kleineren Workshops
die Ausrichtung und Ziele von TranSOLV als interdisziplinäres und vernetzendes Projekt von RESOLV
an der Schnittstelle zur Industrie definiert. Zudem wird die Vorstellung von RESOLV in der Industrie
(Messeauftritt ACHEMA 2015) und die Kontaktherstellung mit relevanten Industrievertretern (themenorientierte Gesprächsrunden, Technologietage) von TranSOLV realisiert.
Webpage: http://www.rub.de/solvation/transolv/transolv.html.en
13
VERBUNDFORSCHUNG
LUMINET
EU funded Initial Training Networks (Marie Curie Actions, 7th framework, 2013 – 2016)
Coordinator: Prof. Dr. Anja-Verena Mudring, E-Mail: anja.mudring @rub.de
Luminescent materials have entered our everyday life. They
can be found in lamps, traffic lights, computer screens, cell
phones, in labels for goods, are used in medical applications,
airport security check devices and many more. Indeed, they
have become indispensable and much of society’s convenience and welfare depend on them. The production of luminescent materials and related devices is the basis for a large
industrial sector with the most key stake holders situated in
Europe. There is and there will be a strong demand for skilled
scientists in the area of luminescent materials qualified to
address the exigent technological requirements of the field
and help to strengthen the European technology and research area. To address these topics, LUMINET
intends, through a rigorous training program, to strategically position the EU with respect to new and
improved possibilities and educated young scientists. It aims at training a number of talented young
researchers with a broad, interdisciplinary knowledge in chemistry, physics, materials science and
engineering but also in soft-skills like problem-solving and project management.
Partners in this international project include numerous notable universities as well as industrial
partners all across Europe, thus enabling a direct and efficient networking and interchange between
the educational and further the industrial sector. The list of participating universities includes the Ruhr
University of Bochum (Germany), the University of Aveiro (Portugal), the University of Bern (Switzerland), the CNRS Orléans (France), the AS Prague (Czech Republic) the University of Tartu (Estonia), the
University of Utrecht (Netherlands), the University of Valencia (Italy), the University of Verona (Italy)
and the University of Wroclaw (Poland). As powerful industrial partners Osram (Germany) and Phillips
(Netherlands) complete the LUMINET community.
Webpage: www.rub.de/materials/luminet/index.html
14
VERBUNDFORSCHUNG
LUMINET
Leuchtstoffe haben vielfach Einzug in unser tägliches Leben gefunden. Man kann sie in Lampen,
Verkehrsampeln, Computermonitoren, Handys und in Produktetiketten finden. Außerdem werden sie
im Rahmen von medizinischen Anwendungen, Flughafensicherheiten und vielen anderen Bereichen
eingesetzt. Sie sind mittlerweile unverzichtbar geworden und tragen viel zum Komfort und Wohlstand unserer Gesellschaft bei. Die Produktion von Leuchtstoffen und entsprechender Produkte stellt
außerdem den Grundstein für einen großen industriellen Sektor dar, dessen größte Firmen in Europa
angesiedelt sind. Sowohl jetzt als auch in der Zukunft wird es einen großen Bedarf an qualifizierten
Wissenschaftlern im Bereich der Leuchtstoffe, die in der Lage sind, die drängenden technologischen
Anforderung auf diesem Gebiet anzugehen und den europäischen Technologie- und Forschungssektor zu stärken. Um diese Themen anzugehen soll LUMINET die EU strategisch günstig in Bezug auf
verbesserte Möglichkeiten und fähige junge Wissenschaftler positioniert werden. LUMINET zielt auf
eine gute Ausbildung von talentierten jungen Forschern mit einem breiten, interdisziplinären Wissen in
Chemie, Physik, Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften, aber auch mit Soft-Skills wie
Problemlösungsstrategien und Projektmanagement.
Zu den Partnern in diesem internationalen Projekt zählen zahlreiche namhafte Universitäten sowie industrielle Partner aus ganz Europa. Über die Vernetzung im Bildungssektor hinaus wird so ein direkter
Austausch zwischen dem Bildungs- und Wirtschaftssektor ermöglicht. Unter den beteiligten Universitäten finden sich die Ruhr Universität Bochum (Deutschland), die Universität von Aveiro (Portugal), die
Universität von Bern (Schweiz), die CNRS Orléans (Frankreich), die AS Prag (Tschechische Republik),
die Universität von Tartu (Estland), die Universität von Utrecht (Niederlande), die Universität von Valencia (Italien), die Universität von Verona (Italien) und die Universität von Wroclaw (Polen). Als starke
industrielle Partner vervollständigen Osram (Deutschland) und Phillips (Niederlande) das LUMINET
Portfolio.
15
16
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Julia E. Bandow
Name der Arbeitsgruppe /
Name of the Research Group:
Mikrobielle Antibiotikaforschung /
Microbial Antibiotic Research
Beschreibung der Forschungsfelder / Description of Research Topics: Das übergeordnete Thema der Forschung in
meiner Gruppe sind Antibakterielle
Strategien. Wir interessieren uns
für Antibiotika und zwar insbesondere für den Wirkmechanismus
strukturell neuer Antibiotika. Wir
interessieren uns ausserdem für
die ökologische Funktion von Antibiotika; viele Antibiotika werden von Bakterien produziert und wir
möchten verstehen, wie sie dem Produzenten nutzen. Last but not least interessieren wir uns für kalte
technische Plasmen (ionisierte Gase) und deren Einsatz als Desinfektions- und Sterilisationsmittel.
Auch hier möchten wir den antibakteriellen Wirkmechanismus besser verstehen. / The overarching
theme of research in my group is „antibacterial strategies“. We are interested in antibiotics, particularly the mechanisms of action of structurally new antibiotics. We are also interested in the ecological
function of antibiotics; many antibiotics are produced by bacteria and we would like to know how they
benefit the producer. Finally, we are interested in cold technical plasmas - ionised gases - as means of
disinfection and sterilisation. Here, we seek an understanding of their antibacterial mechanism.
Was reizt Sie an der Wissenschaft? / Why is Science so appealling to you?:
... dass man jeden Tag etwas Neues lernt. / There‘s something new to be learnt every day.
Wo sind Ihre Schwerpunkte in der Lehre? / Where is your focus in teaching?:
Wissen und Fertigkeiten, der Hunger nach mehr Wissen und die Fähigkeit Fragen zu stellen / Knowledge and skills, hunger for deeper knowledge, and the ability to ask questions
Warum bauen Sie Ihre Nachwuchsforschergruppe an der RUB auf? / Why do you start your
young investigator group at RUB?:
Nach 6 Jahren in der pharmazeutischen Industrie in den USA war ich mit der Schliessung unseres
Forschungsstandortes konfrontiert. Konkret stellte sich die Frage ‚An einen anderen Standort der
Firma wechseln? Für eine andere Firma arbeiten oder eine eigene Arbeitsgruppe an einer Universität
aufbauen?‘. Die Ruhr-Universität überzeugte mit einem Dual Career-Angebot und die Aussicht auf
spannende wissenschaftliche Kooperationen auf dem Campus. / After 6 years in the pharmaceutical
industry in the US I was faced with the close-down of our research site. A decision had to be made
between several options: moving within the company, moving to a different company, or starting my
own research group in academia. The Ruhr University offered a dual career programme and attracted
us due to the great potential for interesting collaborations across campus.
18
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Jörg Behler
Name of the Research Group: Emmy Noether Research Group
Description of Research Topics:
We are interested in chemical processes at surfaces and interfaces,
from heterogeneous catalysis to the solid-liquid interface, as well as in
materials science. Since understanding the dynamical and structural
properties of these systems requires molecular dynamics simulations
of very large systems, in my group we are developing and implementing
accurate interatomic potentials based on first-principles calculations
and artificial neural networks. Employing these neural network potentials, it is possible to describe even complex bonding situations with an
efficiency close to that of classical force fields enabling the use of large
and realistic model systems.
Where is your focus in teaching?:
My focus in teaching is on the supervision of Bachelor and Master students in various practical courses
on theoretical chemistry covering a wide range of subjects. Further, I offer regularly lectures, e.g. on
density-functional theory with practical applications to molecules, solids, and surfaces.
Why do you start your young investigator group at RUB?:
The Department of Chemistry and Biochemistry at the Ruhr-Universität Bochum offers a unique research environment for my group. Apart from the research focus of the department on interfaces and
solvation science, which close to perfectly matches our interests, there is a very strong support for an
early independence of young researchers concerning all aspects from teaching to research.
19
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Radim Beránek
Name of the Research Group: Photoactive Materials Group
(http://www.rub.de/photochem)
Description of Research Topics:
My research interests combine aspects of synthetic chemistry with
aspects of physico-chemical characterization and utilization of novel
materials as building blocks for functional photochemical architectures
and devices. The need to secure the future supply of clean and sustainable energy is one of the key scientific challenges for the 21st century.
Our current primary research interest is therefore the development of
chemistry-based approaches to solar energy conversion, particularly
the synthesis of novel nanostructured and hybrid materials for use in
photochemical systems capable of harnessing solar energy to drive
useful chemical transformations (for example, hydrogen production,
synthesis of valuable chemicals, or degradation of harmful pollutants).
Why is Science so appealling to you?:
For me there are three fundamental reasons for doing science. First, it is the exciting possibility to try
the untried, to create something new, to see something happening for the first time. Second, notwithstanding all the pressures associated with current academic life, as a scientist one enjoys a very high,
and to some extent incomparable, degree of freedom in terms of setting one‘s own goals and priorities.
Finally, I feel it as a great privilege and a real joy (well, not all the time but still!) to spend a lot of time
among other scientists and scholars, discussing with them, learning from each other, sharing our passions, and trying to grow together as a community in search of genuine knowledge and true wisdom.
Where is your focus in teaching?:
My teaching expertise and interests combine classical spectrum of general, inorganic and physical
chemistry topics with interdisciplinary topics including materials chemistry, photochemistry,
electrochemistry, nanoscience, and catalysis, particularly in relation to issues pertinent to solar energy
conversion and storage.
Why do you start your young investigator group at RUB?:
Since I joined the Faculty of Chemistry and Biochemistry at RUB in July 2010, I have got the opportunity to work in a unique research environment with respect to synthesis, characterization and utilization of functional materials. In addition to the direct access to all faculty and interdepartmental
experimental facilities for characterization of photoactive materials, my group has profited immensely
from communication and collaboration with other researchers at the RUB. Last but not least, we have
been always given intense and competent support from the RUB administration, for which I am particularly grateful. In all respects, the RUB is a great place for doing science!
20
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Simon Ebbinghaus
Name of the Research Group: Protein Solvation and Aggregation
Description of Research Topics:
Biophysical Chemistry in the Living Cell, Protein Folding and Aggregation, Crowding and Confinement.
Why is Science so appealling to you?:
Understanding how life works at the molecular level and at the cellular level.
Where is your focus in teaching?:
Physical Chemistry, ranging from elementary gas phase reactions and biomolecular assemblies to
neuronal signaling.
Why do you start your young investigator group at RUB?:
Bundled within the Research Departments, RUB‘s multidisciplinary research strengths set an ideal
research environment for our interdisciplinary research. We love to learn, teach and research here.
21
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Fabio La Mantia
Name of the Research Group: Semiconductor & Energy Conversion
Description of Research Topics:
The main research topic of the group is electrochemical energy storage systems, mostly aqueous
batteries based on lithium-ion intercalation materials for application in grid power. Stability window
and conductivity of different electrolytes is in the focus of the group, to improve the cycle life of the
aqueous batteries. A new class of membranes for gas separation during the water splitting has been
developed for the application in alkaline pressurized electrolyzers. The electrochemical behavior, and
in particular the mem-ristor effect, of amorphous oxides grown on TiO2 has been investigated by
means of AC voltammetry and impedance spectroscopy. New AC techniques have been developed for
the study of the non-linear behavior of electrochemical systems.
Why is Science so appealing to you?:
I find fascinating the possibility to control nature by knowing the laws that are determining it. From this
point of view, it is very exciting to see how the knowledge of the fundamentals can be used to successfully improve the everyday life.
Where the focus in teaching is?:
The teaching is focusing in the field of electroanalysis and fundamentals of electrochemistry.
Why do you start your young investigator group at RUB?:
I received a good support from the chair professor, large space for hosting my research group, and a
large amount of available modern instrumentation.
22
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Christian W. Müller
Name of Research Group: Conformational
Isomerization of Biomolecular Building Blocks
Description of Research Topics:
Our research centers on a systematic bottom-up study of
intra- and intermolecular interactions stabilizing the
conformational structures of biological building blocks. We
use molecular beam single-conformation spectroscopy to
disentangle the UV, IR, and Raman spectra of single conformational structures of, for instance, small cyclic peptides,
neuraminidase inhibitor analogs, and active drug metabolites.
In so doing, we combine laser spectroscopic UV–UV, IR–UV, and Raman–UV double-resonance techniques with mass
spectrometric ion detection to record conformation-specific UV, IR, and Raman spectra. Assigning these spectra with
density functional theory calculations based on molecular dynamics conformational searches, we arrive at specific
conformational structures that are submitted to further analysis. Currently, we are developing electrostatic models
for peptide secondary structure assignment based on single-conformation infrared spectra in the amide I/II region. In
the long term, one of our goals is to extract atomic properties from our experimentally determined conformational
structures for the experiment-based improvement of multipole force fields.
A special focus of our work is studying microsolvation as a way to bridge the “solvation complexity gap”: the wide gulf
in terminology and methodology associated with vibrational spectroscopy in the isolated molecule regime as compared to the solution phase regime. To help bridge this complexity gap, we study the isomeric structures of a variety of
solute–solvent clusters, for example, water clusters of biomolecular building blocks such as small peptides, organic
solvent clusters of transition state analogs in organocatalysis, or ionic liquid ion pairs. The goal of this line of research
is to quantitatively characterize the competing intra- and intermolecular interactions, especially those between functional groups containing sulfur and nitrogen atoms. We try to answer questions such as: How many solvent molecules
does it take to make a zwitterion more stable than the neutral form? What are the preferred solvent interaction sites
of a solute containing different functional groups? In what kind of interactions do these functional groups engage with
“first solvation shell” solvent molecules? In what way does the solute conformational structure change upon adding
an increasing number of solvent molecules?
Why is Science so appealing to you?
It is the “pleasure of finding things out” – as Richard Feynman put it – that has drawn me into doing science. It is a
sense of adventure and independence to do and to think something new that inspires me the most. Preserving this
excitement is, in my experience, as important as it is difficult, considering the bureaucratic burdens that inevitably
come with a career in science.
Why do you start your young investigator group at RUB?
While working on my DFG proposal back in late 2009, I visited a couple of places that could possibly serve as host
institutions to my prospective research group. Early on I opted for the chemistry department at RUB due to a simple,
but very convincing reason: the enthusiasm with which I was welcomed here. Now, years later, I can say that this
enthusiasm was leading me in the right direction.
Where is your focus in teaching?:
In my opinion, it is perhaps the most challenging task for a college teacher of physical chemistry to endow students
with the enthusiasm and capabilities to carry out research on their own. This strategic challenge comprises many
tactical challenges: infusing students with the “pleasure of finding things out”, augmenting their appreciation for the
open-endedness of problem solving, training analytical reasoning, and encouraging creative thinking—to name just a
few. I, therefore, try to incorporate different approaches into my teaching activities. If you are interested in learning
more about my approaches to teaching physical chemistry,
please visit our website at www.ruhr-uni-bochum.de/pc2/mueller/teaching.html.en
23
NACHWUCHSWISSENSCHAFTLER
JUNIOR RESEARCHER
Jennifer Strunk
Name der Arbeitsgruppe / Name of the Research Group:
PhotoKat
Beschreibung der Forschungsfelder / Description of
Research Topics:
Der Forschungsschwerpunkt der Nachwuchsgruppe PhotoKat ist die Entwicklung aktiver und selektiver heterogener
Photokatalysatoren für die Reduktion von CO2 zu C1-Basischemikalien (Methan, Methanol). Zudem streben wir ein
Verständnis und die gezielte Verbesserung von Photokatalysatorsystemen basierend auf den preiswerten und gut
verfügbaren Materialien Titandioxid und Zinkoxid an, insbesondere über die Ableitung von Struktur-Wirkungsbeziehungen. Ein weiteres wichtiges Forschungsfeld ist die Oberflächendotierung von Halbleitermaterialien für photokatalytische Anwendungen. / The main focus of the junior research group “PhotoKat” is the development of active and
selective heterogeneous photocatalysts for the reduction of CO2 to C1 platform chemicals (methane, methanol).
Furthermore, we are trying to understand and to improve photocatalyst systems based on the cheap and abundant
materials titania and zinc oxide, especially by developing structure-function relationships. Another important area of
research is the surface doping of semiconductors for photocatalytic applications.
Was reizt Sie an der Wissenschaft? / Why is Science so appealling to you?:
Vielleicht bin ich ein hoffnungsloser Optimist, aber ich denke, dass die Wissenschaft den besten Weg darstellt, um
die Welt zu retten. Insbesondere die Photokatalyse erscheint als ein einfacher und potentiell effektiver Weg, um die
CO2-Emissionen zu senken und eine erneuerbare Quelle von Chemikalien bereitzustellen, vielleicht noch nicht in den
nächsten 5 Jahren, aber vielleicht in 20 Jahren oder so. Wir müssen ja schließlich irgendwo anfangen! / Maybe I am
hopelessly optimistic, but I think that science is the best way to save the world. In particular, photocatalysis seems to
be a simple and potentially effective way to cut carbon emissions and to provide a renewable source for chemicals,
maybe not in the next 5 years, but maybe in 20 years or so. We have to start somewhere!
Wo sind Ihre Schwerpunkte in der Lehre? / Where is your focus in teaching?:
Zum einen beteilige ich mich an der Lehre am Lehrstuhl für Technische Chemie, insbesondere in den Vorlesungen
und Seminaren “Reaktionstechnik” und “Moderne Mikrokinetik”. Desweiteren halte ich zusammen mit Anjana Devi
und Radim Beránek die Vorlesungsreihe „Materials Properties“, denn ich denke, dass das Herstellen von Beziehungen
zwischen den Eigenschaften von Materialien und ihren Funktionen ein sehr wichtiges Forschungsfeld ist, auf das die
Studierenden aufmerksam gemacht werden sollten. / For one part I am contributing to teaching in the Laboratory
of Industrial Chemistry, particular in the lectures and seminars „Reaction Engineering“ and „Modern Microkinetics“.
Furthermore, together with Anjana Devi and Radim Beránek, I am teaching parts of the lecture series “Materials Properties”, because I think that establishing links between the properties of materials and their performance is a very
important field of research that the students should be made more aware of.
Warum bauen Sie Ihre Nachwuchsforschergruppe an der RUB auf? /
Why do you start your young investigator group at RUB?
Ich liebe die RUB einfach, und ich glaube, dass sie auch heute noch weitgehend unterschätzt wird. Ich habe hier mein
Diplom erhalten und meine Doktorarbeit angefertigt, und ich möchte gern so gut ich kann dazu beitragen, dass die
RUB sichtbarer wird, sowohl in Deutschland als auch darüber hinaus. Ich meine, die RUB sitzt genau hier in der Mitte
des Ruhrgebiets, mit Forschungsinstituten und den anderen UAMR Universitäten nahe dran und drum herum. Und die
ganze Industrie in der Nähe! Und der Exzellenzcluster RESOLV! Wo könnte es bessere Bedingungen für großartige
Forschung geben?!? / I just love the RUB, and I think that it is much underestimated still today. I obtained my diploma
and my PhD here, and I would like to contribute whatever I can do to make RUB more known inside and outside of
Germany. I mean, the RUB sits right there in the middle of the Ruhr Area, with research institutes and the other
UAMR universities nearby and all around it. And all the industry in close proximity! And the Cluster of Excellence
RESOLV! What better conditions for great research could there be?!?
24
FORSCHUNGSHIGHLIGHTS
RESEARCH HIGHLIGHTS
Aliaksandr Bandarenka
Zentrum für Elektrochemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: +49 (0) 234 - 32 29433; FAX: +49 (0) 234 32 14420
email: [email protected]b.de; http://www.ruhr-uni-bochum.de/ces/Alexander.html
F. Calle-Vallejo, M. Huang, J.B. Henry, M.T.M. Koper, A.S. Bandarenka, Theoretical design and experimental implementation of Ag/Au electrodes for the electrochemical reduction of nitrate, Phys. Chem.
Chem. Phys. 15 (2013) 3196-3202
The current imbalance in the biogeochemical cycle of nitrogen is as serious as that of carbon. One
way to mitigate this problem is through the electrochemical reduction of nitrates under mild conditions, which is an appealing though not fully understood process. Therefore, a deeper insight into the
electrocatalytic reaction mechanism is needed to optimize this process. We thoroughly analyzed the
adsorption energy of nitrate with DFT-calculations on various surface facets of pure Au, Ag, and their
near-surface and surface alloys, as the adsorption and subsequent reduction of nitrate is thought to
be rate limiting in the electrocatalytic reaction. The observed systematic trends allow prediction of the
surface with highest electrocatalytic activity (left figure). This prediction was verified experimentally by
depositing submonolayer amounts of Ag on polycrystalline Au electrodes. We observe a well-defined
Sabatier-type volcano curve which correlates the amount of Ag deposited on the surface with the
current density at a fixed potential, the peak activity was observed around 2/3 ML Ag surface coverage
(right figure). The electrocatalytic activity and stability of the bimetallic Ag/Au systems confirm the
key role that the adsorption of nitrate plays in the overall nitrate reduction rate.
25
Julia E. Bandow
Biologie der Mikroorganismen – Mikrobielle Antibiotikaforschung; Ruhr-Universität Bochum; D-44801
Bochum; Tel.: ++49-(0)234-3223102; FAX: ++49-(0)234-3214620
email: [email protected], http://www.ruhr-uni-bochum.de/ngbandow
M. Wenzel, M. Patra, C. H. R. Senges, I. Ott, J. J. Stepanek, A. Pinto, P. Prochnow, C. Vuong, S. Langklotz, N. Metzler-Nolte, J. E. Bandow, Analysis of the mechanism of action of potent antibacterial
hetero-tri-organometallic compounds: a structurally new class of antibiotics, ACS Chem. Biol. 8 (2013)
1442-1450
It is our goal to find structurally novel classes of antibiotics that can eventually be used to treat
infections caused by multiresistant pathogens. In this article we describe two hetero-tri-organometallic compounds belonging to such a structurally novel, fully synthetic antibiotic class. The compounds
contain a cymantrene, a (di,picolyl)Re(CO)₃ moiety, and either a ferrocene (FcPNA) or a ruthenocene
(RcPNA), all linked to a peptide nucleic acid backbone. Both compounds effectively inhibit gram-positive bacteria including multiresistant Staphylococcus aureus (MRSA). We could show that the compounds target the cytoplasmic membrane, where they disrupt essential cellular functions including
cell wall biosynthesis and energy metabolism. We could further show that the ferrocene-substituted,
but not the ruthenocene-substituted organometallic caused oxidative stress, thus enhancing antibacterial activity. Both compounds showed limited cytotoxic effects. The more active FcPNA serves as a
lead structure for further exploration of this antibiotic class.
FcPNA targets the cytoplasmic membrane causing
depolarization (top) and inhibition of cell wall biosynthesis (middle). In contrast to RcPNA, FcPNA
causes oxidative stress (bottom), which increases
antibacterial activity.
Artwork by M. Wenzel, J.-W. Lackmann, S. Brinckmann
Wir suchen nach strukturell neuen Antibiotikaklassen, die zur Behandlung von Infektionen mit multi-resistenten Erregern eingesetzt werden können. In diesem Artikel beschreiben wir zwei hetero-tri-organometallische Substanzen, die zu solch einer neuen und vollsynthetischen Antibiotikaklasse gehören.
Die Substanzen bestehen aus einem Cyclopentadienylmangan(I)-tricarbonyl-, einem (di-picolylamin)
Re(CO)₃-, sowie einem Ferrocen- (FcPNA) oder einem Ruthenocen-Rest (RcPNA), die durch ein Peptidnukleinsäure-Rückgrat verbunden sind. Beide Substanzen inhibieren Gram-positive Bakterien, darunter
auch multiresistente Staphylococcus aureus-Stämme. Wir konnten zeigen, dass die Substanzen die
zytoplasmatische Membran angreifen und dort essentielle Prozesse, wie die Zellwandbiosynthese,
hemmen und den Energiehaushalt stören. Wir konnten weiterhin zeigen, dass nur FcPNA, nicht aber
RcPNA, oxidativen Stress in der Bakterienzelle auslöst, was zu einer verbesserten antibakteriellen Aktivität führt. Beide Substanzen zeigen nur geringe Zytotoxizität. Das aktivere FcPNA dient als Leitstruktur für eine weitere Entwicklung dieser Antibiotikaklasse.
26
Jörg Behler
Theoretische Chemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3226749; FAX: ++49-(0)234-3214045
email: [email protected]; http://www.theochem.ruhr-uni-bochum.de
N. Artrith, B. Hiller, J. Behler, Neural Network Potentials for Metals and Oxides – First Applications to
Copper Clusters at Zinc Oxide, Phys. Status Solidi B 250 (2013) 1191-1203.
Copper clusters supported at zinc oxide are used
as industrial catalyst for the synthesis of methanol
from CO and H₂. In order to study the elementary
reaction steps in detail, reliable structural models
of the catalyst are required. Consequently, many
experimental studies have been carried out to
characterize the properties of supported copper
clusters, and a wealth of information has been
obtained. Nevertheless, many atomistic details of
the catalyst‘s structure are still unknown, which in
principle could be revealed by theoretical
investigations. Unfortunately, the systems observed
in experiment are too complex to be addressed by
established theoretical methods like densityfunctional theory. High-dimensional neural network
potentials (NNPs) allow studying very large systems
with an accuracy comparable to that of
electronic structure methods. Building on previous
work on copper and zinc oxide, we have now constructed a first high-dimensional NNP for the ternary
CuZnO system. Investigations of the interface between copper and zinc oxide show that a reliable
description of the potential-energy surface can be obtained demonstrating that high-dimensional NNPs
are a valuable new tool to study the structural properties of heterogeneous catalysts.
Zinkoxid-geträgerte Kupfercluster sind ein wichtiger industrieller Katalysator für die Methanolsynthese aus CO und H2. Um die Elementarschritte dieser Reaktion im Detail untersuchen zu können, sind
verlässliche Strukturmodelle des Katalysators erforderlich. Aus diesem Grund wurden in den letzten
Jahren zahlreiche experimentelle Studien von geträgerten Kupferclustern durchgeführt, sodass viele
neue Informationen gewonnen werden konnten. Trotz dieser Untersuchungen ist jedoch eine Vielzahl struktureller Details noch immer unbekannt, die im Prinzip durch theoretische Untersuchungen
gewonnen werden könnten. Leider sind die im Experiment beobachteten Systeme jedoch zu komplex,
um sie mit etablierten Methoden wie Dichtefunktionaltheorie Rechnungen untersuchen zu können.
Hochdimensionale, mit Hilfe von Neuronalen Netzen (NN) entwickelte Potentiale ermöglichen eine
Beschreibung sehr großer Systeme, wobei die erreichbare Genauigkeit vergleichbar zur Genauigkeit
von Elektronenstrukturrechnungen ist. Aufbauend auf früheren Arbeiten zu Kupfer und Zinkoxid haben
wir nun ein erstes NN Potential für das ternäre CuZnO System entwickelt und für Kupfercluster auf
Zinkoxid getestet. Erste Ergebnisse zeigen, dass auch die Atome an der Grenzfläche zwischen Kupfer
und ZnO mit hoher Verlässlichkeit beschrieben werden können. NN Potentiale bieten daher eine neue
wertvolle Methode, um realistische Katalysatormodelle zu untersuchen.
27
Radim Beránek
Anorg. Chem. II - Photoactive Materials; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3229431; FAX: ++49-(0)234-3214174
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/photochem
J. Macak, T. Kohoutek, L. Wang, R. Beranek, Fast and robust infiltration of functional material inside
titania nanotube layers: case study of a chalcogenide glass sensitizer, Nanoscale 5 (2013) 9541-9545.
The fabrication of novel photoactive architectures hast attracted significant interest motivated by the
need to develop alternative systems for efficient conversion of solar energy. Recently we collaborated
with researchers from the University of Pardubice (Czech Republic) in development of photoactive
composites based on sensitized TiO₂ nanotubes. Fast and robust infiltration of anodic TiO₂ nanotube layers by a model chalcogenide As₃S₇ glass via spin-coating was reported for the first time. The
effective sensitization led to significant photocurrent response in the visible light. The easy and cheap
infiltration method can be extended for deposition of other absorbers into nanotubular layers.
Die Herstellung von neuartigen photoaktiven Materialien ist von grundlegender Bedeutung für Entwicklung von alternativen Systemen für effiziente Umwandlung von Sonnenenergie. Vor kurzem haben
wir in Zusammenarbeit mit Forschern aus der Universität Pardubice (Tschechien) an der Entwicklung
von photoaktiven Kompositen auf Basis von sensibilisierten TiO₂-Nanoröhren gearbeitet. Es konnte
gezeigt werden, dass TiO₂-Nanoröhren schnell und nachhaltig mittels Spincoatings mit As₃S₇-Chalkogenidglas infiltriert werden können. Die effektive Sensibilisierung führte zu erhöhrten Photoströmen
im sichtbaren Licht. Die einfache und günstige Infiltrationsmethode kann auch für die Abscheidung
anderer Absorber in die TiO₂-Nanoröhren benutzt werden.
28
Anjana Devi
AG Chemie Anorganischer Materialien; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3224150; FAX: ++49-(0)234-3214174
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/aci2
A. Devi, ‘Old Chemistries’ for new applications: Perspectives for development of precursors for MOCVD
and ALD applications, Coord. Chem. Rev. 257 (2013) 3332 – 3384.
The concept of the transformation of molecules to materials has been well established in the field
of chemical vapor deposition (CVD) and atomic layer deposition (ALD). New materials have become
an integral part of modern day technology especially in the field of microelectronics and optoelectronics. The importance of CVD and ALD processes for high throughput and coating on complex device
geometries is well recognized for these applications. A wide range of precursors for CVD and ALD can
be used to realize specific class of materials but the trend recently has been driven by the reduced
thermal budget needed especially for components employed in microelectronics and optoelectronics.
The chronological developments in precursors for CVD/ALD point out that ‘designer precursors’ are set
to play a major role in the field of materials engineering. In this review article, the concept of utilizing
‘old chemistries’ for new CVD and ALD applications is highlighted focussing on some representative functional materials, namely group IV and rare earth oxides, and the recent results on precursor
development carried out in the Inorganic Materials Chemistry research group at Bochum, Germany are
summarized.
Chemical Vapor Deposition (CVD) und Atomic Layer Deposition (ALD) sind gängige Techniken zur
Umwandlung von Molekülen in Materialien. Ihnen werden u.a. hohe Durchsatzraten und die Möglichkeit
zur Beschichtung von komplexen Bauelementen zugesprochen. Insbesondere in der Mikro- und Optoelektronik sind neue Materialien ein fester Bestandteil der modernen Technik geworden. In der Regel
steht zwar eine große Auswahl an Precursoren für CVD und ALD zur Herstellung einer bestimmten
Materialklasse zur Verfügung, allerdings werden die Prozesstemperaturen gerade durch die neuesten
Entwicklungen in der Mikro- und Optoelektronik limitiert. Der zeitliche Verlauf der Precursoren-Entwicklung für CVD/ALD-Anwendungen lässt darauf schließen, dass „Designer-Precursoren“, sprich
maßgeschneiderte Verbindungen, zukünftig eine tragende Rolle im Bereich der Werkstoffherstellung
spielen werden. Im Rahmen dieses Review-Artikels soll das Konzept der Verwendung „alter Chemie“
(= bekannter Verbindungen) für CVD- und ALD-Anwendungen näher erläutert werden. Hierbei liegt der
Fokus auf einigen repräsentativen Funktionsmaterialien, wie Oxiden der Gruppe IV und der seltenen
Erden, sowie auf den neuesten Forschungsergebnissen der Precursoren-Entwicklung der Inorganic
Materials Research Gruppe aus Bochum, Deutschland.
29
Simon Ebbinghaus
Lehrstuhl für Physikalische Chemie II; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3225533; FAX: ++49-(0)234-3214183
email: [email protected]; www.rub.de/pc2/ebbinghaus
We have recently developed a fluorescence relaxation imaging (FreI) technique which can be used to
probe the dynamics and stability of biomolecules in vitro as well as in vivo. This technique combines
time-resolved fluorescence imaging with fast temperature jumps to obtain a high spatio-temporal resolution. Tailored infrared laser pulses are thereby used to induce the temperature jumps with variable
amplitudes and durations.
In an interdisciplinary cooperation with the mechanical engineering department of the Ruhr University
Bochum we have established our technique as a new and fast tool for the characterization of micro
capsules. We can monitor the capsules with fluorescence imaging while they are heated up. Our approach enables us to study the release characteristics of this core-shell systems on a single capsule level.
This will be particular useful as micro capsules have a variety of applications in the food and cosmetics
industry.
Kürzlich haben wir eine Methode entwickelt mit der man die Dynamik und die Stabilität von Biomolekülen in vitro wie auch in vivo untersuchen kann. Diese Methode, genannt “fluorescence relaxation imaging (FreI)” kombiniert zeitaufgelöste Fluoreszenz-Mikroskopie mit schnellen Temperatursprüngen und
ermöglicht eine hohe raumzeitliche Auflösung. Dabei werden maßgeschneiderte Infrarot Laserpulse
genutzt um Temperatursprünge von unterschiedlicher Größe und Dauer zu erzeugen.
Im Rahmen einer interdisziplinären Kooperation mit der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum haben wir unsere Methode als eine neue und schnelle Technik zur Charakterisierung von
Mikrokapseln etabliert. Mit Fluoreszenz-Imaging können wir die Mikrokapseln beobachten während sie
aufgeheizt werden. Unsere Methode erlaubt es die Freisetzungscharakteristik einzelner Mikrokapseln
zu untersuchen. Dies ist besonders nützlich, da Mikrokapseln ein breites Anwendungsgebiet in der
Lebensmittel- und Kosmetikindustrie haben.
30
Roland A. Fischer
Anorganische Chemie II – Organometallics & Materials Chemistry; Ruhr-Universität Bochum D-44780
Bochum, Tel.: ++49-(0)234-3224174; FAX: ++49-(0)234-3214174
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/aci2/
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, S. Bureekaew, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A.
Fischer*, Y. M. Wang*, “CO Adsorption on a Mixed-Valence Ruthenium Metal−Organic Framework
Studied by UHV-FTIR Spectroscopy and DFT Calculations”, J. Phys. Chem. C. 117 (2013) 5658-5666.
The mixed-valence metal-organic framework [Ru₃II,III(btc)₂Cl1.5] (Ru-MOF) was synthesized by the
controlled SBU approach and characterized by combined powder XRD, XPS and FTIR methods. The
interaction of CO molecules with Ru-MOF was studied by a novel instrumentation for ultrahigh
vacuum (UHV) FTIR spectroscopy. The high-quality IR data demonstrate the presence of two different
CO species within the framework: a strongly bonded CO showing a low-lying band at 2137 cm-1 and a
second CO species with a lower binding energy and a blue shift in frequency (2171 cm-1) compared to
the ν(CO) gas phase value. It was found that these IR bands cannot be assigned in a straightforward manner to CO molecules adsorbed on coordinatively unsaturated Ru2+ site (CUS) and Ru3+ site
connected to an additional Cl- ion for charge compensation. The accurate DFT calculations reveal that
the structural and electronic properties of the mixed-valence Ru-MOF are much more complex than
expected. One of the Cl- counter ions could be transferred to a neighboring paddle-wheel forming an
anionic SBU blocked by two Cl- counter ions, whereas the other positively charged paddle-wheel with
a Ru₂II,III dimer exposes two “free” CUS, which can bind two CO molecules with different frequencies
and binding energies.
Das gemischt-valente Metallorganische-Netzwerk [Ru₃(II,III)(btc)₂Cl1.5] (Ru-MOF) wurde mittels
kontrollierter SBUs synthetisiert und anhand eines Methodenverbundes (XRD, XPS und FTIR)
charakterisiert. Die Wechselwirkung von CO Molekülen mit Ru-MOF wurde unter UHV-Bedindungen
studiert. Die FTIR-Daten belegen zwei verschiedene CO-Spezies: eine stärker gebundene mit
niedriger Frequenz (2137 cm-1) und eine schwächer gebundene mit blau verschobener Frequenz (2171
cm-1) im Vergleich zu dem ν(CO)-Referenzwert in der Gasphase. Diese IR Banden können nicht ohne
weiteres CO-Molekülen zugeordnet werden, die an vermutete, koordinativ ungesättigten Zentren Ru2+
adsorbieren, bzw. an einem Ru3+ gebunden sind, das noch zusätzlich (aufgrund Ladungskompensation) von Cl- koordiniert ist. Vielmehr sind die strukturellen und elektronischen Verhältnisse
DFT-Berechnungen zufolge in Ru-MOF wesentlich komplexer als erwartet. Eines der Cl- Gegenionen
könnte auf eine benachbarte Schaufelrad-Einheit transferiert sein, die somit eine anionische SBUEinheit bildet die von zwei Cl- blockiert ist, wohingegen die anderen, positiv geladenen SchaufelradEinheiten, als koordinativ zweifach ungesättigte Ru₂(II,III) Dimere, zwei CO Moleküle mit entsprechend
unterschiedlichen Streckschwingungsfrequenzen und Bindungsenergien aufnehmen können.
31
Martina Havenith-Newen
Physikalische Chemie II; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3224249; FAX: ++49-(0)234-3214183
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/pc2
K. Meister, S. Ebbinghaus, Y. Xu, J. G. Duman, A. DeVries, M. Gruebele, D. M. Leitner, and M. Havenith,
Long-range protein–water dynamics in hyperactive insect antifreeze proteins, PNAS 110 (5) (2013)
1617-1622
Antifreeze proteins (AFPs) are a class of proteins that
suppresses ice growth in polar fish, insects, bacteria, and
plants and thereby enables their survival in subfreezing
habitats. AFPs depress the freezing temperatures of ice
growth of a solution without depressing the melting point
equilibrium of protein solutions. In one proposed mechanism
freezing point depression is achieved by an adsorptioninhibition mechanism, in which the proteins recognize and
bind “quasi-irreversibly” to an ice surface.
Figure 1: Model of DAFP-1 tertiary structure from
Dendroides canadensis. DAFP-1 consists of seven repeats,
forming a β-helical right-handed helix that forms a flat, threonine-rich ice-binding site. Positions of
threonine residues are shown in red. Labels indicate positions of mutation sites.
The generally accepted mechanism for the antifreeze
activity is adsorption-inhibition, which proposes that AFPs adsorb onto the preferred growth sites of ice
surface, thereby preventing ice growth in the normal low radius of curvature and restricting growth to
regions between the adsorbed AFPs in a high radius of curvature front, and hence leading to the prevention of new ice growth until the temperature is lowered to the hysteretic freezing point, according
to Kelvin effect
We could demonstrate that at least two mechanisms contribute to the antifreeze activity: a) shortrange interactions such as hydroxyl bond formation by threonine and b) long-range interactions that
correlate with inhomogeneous hydration dynamics; thus shedding light on perhaps one of the most
difficult recognition problems in molecular biology. We used THz absorption spectroscopy as a tool to
probe the collective long range hydration dynamics . Here, we investigated a hyperactive AFP from the
fire-colored beetle Dendroides canadensis (DAFP-1, Fig. 1), a right-handed β-helical protein. Combining terahertz spectroscopy and molecular dynamic simulations, we were able to show that longrange protein–water interactions play an important role in explaining the hyperactive antifreeze activity of insect AFPs. Based on the combined experimental and theoretical study we propose
a pronounced long range retardation of the H-bond dynamics (up to 20 Ȧ) with a gradient towards the
ice binding site. We propose that this is responsible for the high hysteresis activity of insect antifreeze
proteins.
32
Christian Herrmann
Physikalische Chemie 1; AG Protein-Interaktionen; Ruhr-Uni Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3224173; FAX: ++49-(0)234-3214785
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/proin
C. Makbul, D. C. Aruxandei, E. Hofmann, D. Schwarz, E. Wolf, C. Herrmann, Structural and thermodynamic characterization of Nore1-SARAH: a small, helical module important in signal transduction
networks, Biochemistry 52 (2013) 1045-1054.
The tumor suppressor Nore1, its acronym coming from
Novel Ras effector, is one of the members of the Rassf
(Ras association domain family) protein family. It forms
homo- and hetero-complexes through its C-terminal
SARAH (Sav/Rassf/Hpo) domain. The oligomeric state of
Nore1 and that of other SARAH domain containing proteins is important for their cellular activities. In this study,
we show that the recombinant SARAH domain of Nore1
crystallizes as an antiparallel homodimer with representative characteristics of coiled coils. The heptad register is
interrupted by two stutters. In addition, we show that the
SARAH domain of Nore1 undergoes association-dependent
folding. The Nore1 homodimer has a lower affinity and
thermodynamic stability than the MST1 homodimer. Our
results indicate that the SARAH helices act as dimerisation
domains for MST and Rassf proteins.
Der Tumor Suppressor Nore1 (Novel Ras effector 1) gehört zur Ras Assoziation Proteinfamilie (Rassf).
Dieses Protein ist beteiligt an einem komplexen Gleichgewicht zwischen Homodimeren und heterodimeren Interaktionen mit anderen Rassf-Proteinen und MST1-Kinase. All diese Komplexe werden
durch ein coiled coil der sog. SARAH (Sav/Rassf/Hpo) Domänen etabliert, und die heterodimeren
Zustände sind verantwortlich für die zelluläre Funktion dieser Proteine (u.a. programmierter Zelltod).
Wir haben hier die Röntgenstruktur (links) des Nore1 Dimers gelöst, die sich als antiparallele Anordnung der alpha-Helices erweist – und damit eine entsprechende Orientierung der daran geknüpften
Domänen vorgibt. Weiterhin konnten wir mit Hilfe von CD-Spektroskopie die Temperaturstabilität des
Komplexes (unten Mitte) sowie die Gleichgewichtskonstante des Dimers bestimmen (unten rechts).
Dabei hat sich auch gezeigt, dass sich die alpha-Helices erst durch Dimerisierung voll strukturieren
(unten links). Die Komplexstabilität des Nore1 Homodimers ist geringer als die von MST1-Kinase.
33
Sabine Kareth
Verfahrenstechnische Transportprozesse; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3227371; FAX: ++49-(0)234-3214277
email: [email protected]; http://www.vtp.ruhr-uni-bochum.de
A.M. Hanu, S. Kareth, B. Mallick, A. Mudring, M. Petermann, The influence of sc CO2, ultrasound and
IL type on gelation time of silica ionogels, Proceeding of 6th International Symposium on High Pressure
Processes Technology, Belgrade, Serbia, September 2013
Ionogels are a fascinating class of materials as the liquid state of ILs (ionic liquids) inside the pores is
maintained. Additionally ionogels show an astonishingly high stability against leaching. The in situ synthesis of silica ionogels, via a sol-gel process was investigated at ambient pressure and in presence of
compressed CO₂, showing a considerable decrease in the gelation time for the samples prepared under
carbon dioxide pressure. Fig 1 shows the reduction of gelation time in the presence of CO₂ and choline
chloride. The obtained samples were characterized using N₂ adsorption/desorption measurements,
SEM/EDX and FTIR-ATR. The ionogels prepared at elevated pressure have well-defined cylindrical
pores with no constriction. Moreover these samples have a higher surface area, pore volume and pore
diameter. The IL amount found in the final product is related to the concentration of the IL in the reaction mixture. With ultrasound assisted synthesis the reaction time can be reduced additionally.
Fig 1: Gelation time of choline chloride ionogels prepared at ambient pressure and under scCO2
Ionogele sind eine faszinierende Substanzklasse, da sie Ionische Flüssigkeiten (Ils) in flüssiger Form
einschließen können. Sie zeigen außerdem eine hohe Stabilität gegen Auslaugen. Die in situ-Synthese
von Silica-Ionogelen durch den Sol-Gel-Prozess wurde bei Umgebungsdruck und in Gegenwart von
verdichtetem Kohlenstoffdioxid untersucht. Hierbei zeigte sich eine deutliche Abnahme der Gelierungszeit unter CO₂-Druck. Abb. 1 zeigt die Abnahme der Gelierungszeit in Gegenwart von Cholinchlorid
und Kohlenstoffdioxid. Die erhaltenen Proben wurden bezüglich ihrer Oberflächeneigenschaften
untersucht, wobei die unter Hochdruck erzeugten Proben wohldefinierte zylindrische Poren ohne
Einschnürung zeigen. Diese Proben zeigen ebenfalls eine höhere spezifische Oberfläche, eine größeres
Porenvolumen und einen größeren Porendurchmesser als die Vergleichsproben. Die in den Ionogelen
gefundene Menge an Ionischer Flüssigkeit korreliert mit der Menge an IL in der Synthesemischung.
Durch den Einsatz von Ultraschall während der Synthese kann die Synthesezeit weiter verkürzt werden.
34
Fabio La Mantia
CES – Zentrum für Elektrochemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3229432; FAX: ++49-(0)234-3214683
Email: [email protected] ; www.ruhr-uni-bochum.de/ces/Fabio.html
A. Battistel, F. La Mantia, Non-linear analysis: the intermodulated differential immittance spectroscopy, Anal. Chem. 85 (2013) 6799-6805.
Intermodulation is used for the analysis of the
non-linear behavior of electrochemical and
electronic systems. As a matter of fact,
differently than the passive elements, electrochemical systems have a highly non-linear
character, which can be used to obtain information on the reaction mechanism and
structure of the double layer. The setup for
measuring and analyzing the intermodulated sidebands is discussed in detail, using a
commercial Schottky diode as ideal system. A
general intermodulated differential immitance
spectroscopy technique is consequently defined as the analysis of the variation of the immittance
elements as a function of the stimulus frequency, and its transfer function was called differential
immittance spectrum. Through a simple model it was possible to precisely calculate the flat band
voltage and the doping level of the Schottky diode from a single differential immittance spectrum.
The differential immitance spectra of a dummy cell containing passive elements demonstrated the
resolution limits of the technique.
35
John McCaskill
Microsystems Chemistry and Bio-IT (BioMIP); Ruhr-Universität Bochum; D-44780
Tel: ++49-(0)234-3227702; FAX: ++49-(0)234-3214047
email: [email protected]; http://www.biomip.ruhr-uni-bochum.de/
J.S. McCaskill, et.al. Microscale Chemically Reactive Electronic Agents, J. Unconventional Computing
8 (2012) 289-299.
In 2012-13, work began on an ambitious project MICREAgents, coordinated by McCaskill, together
with 10 European partners and two other groups at RUB (G. von Kiedrowski, J. Oehm/P. Mayr), to move
electronics and chemistry a step closer together, by building autonomous chemical processing
electronic devices at the near cellular scale. The goal of the project is to give electronics and chemistry
an equal autonomous role in programming complex chemical constructions, processes and analyses
at the nano and microscale. To do this in MICREAgents we are developing novel electronically active
microreactor components, called lablets, that self-assemble at a scale less than 100 μm, approaching
the size of living cells. The project will integrate the necessary components to ensure autonomous
action of millions of these “very smart chemicals”, including electronic logic, supercapacitors for
power, pairwise coupling for communication, programmable chemical sensors and electronic actuation
of chemical processing. Key examples of MICREAgent actuation are to reversibly switch their
association, load or dose chemicals, modify surfaces, initiate reactions and control locomotion in
complex chemical environments. MICREAgents lablets can join forces to communicate both chemicals
and electronic information in order to solve complex tasks, acting as smart collective agents of
chemical change. They are a novel example of interfacial systems chemistry. In the first year, the
groups at RUB constructed the first such lablets and a smart CMOS docking surface to program and
refuel them.
Fig. 1: MICREAgents lablets (100 µm across). Left: First structured metallic lablets in solution.
Right: Gold electrodes on separated CMOS lablets. The CMOS lablets were designed in a collaboration
between RUB-AIS and RUB-BioMIP.
36
Nils Metzler-Nolte
Lehrstuhl für Anorganische Chemie I - Bioanorganische Chemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780
Bochum; Tel.: ++49-(0)234-3224153; FAX: ++49-(0)234-3214378
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/ac1/
M. Ma, H. Noei, B. Mienert, J. Niesel, E. Bill, M. Muhler, R. A. Fischer, Y. Wang, U. Schatzschneider, N.
Metzler-Nolte, Iron metal-organic frameworks MIL-88B and NH2-MIL-88B for the loading and delivery
of the gasotransmitter carbon monoxide, Chem. Eur. J. 19 (2013) 6785 – 6790.
MIL-88B-Fe and NH₂-MIL-88B-Fe crystals were prepared by a novel rapid microwave-assisted
solvothermal method. High purity, spindle-shaped MIL-88B-Fe crystals and needle-shaped
NH₂-MIL-88B-Fe crystals in µm dimensions were produced with uniform size and excellent
crystallinity. The reducibility of this synthesis method was also very good. Chemical capture of carbon
monoxide in these as-prepared materials was studied by in situ-Ultrahigh Vacuum Fourier Transform
Infrared (UHV-FTIR) and Mössbauer spectroscopy. CO binding occurs to unsaturated coordination sites
(CUS). The CO release from the as-prepared materials was studied with the myoglobin assay in
physiological buffer. The CO release is controlled by the degradation of the MIL materials under
physiological conditions. The MIL-88B-Fe and NH₂-MIL-88B-Fe materials show good biocompatibility
and have potential to be used in pharmacological and therapeutic applications as carriers and delivery
vehicles for the gasotransmitter carbon monoxide.
Kristalle der porigen Koordinationspolymere MIL-88B-Fe and NH₂-MIL-88B-Fe wurden mittels einer
optimierten Mikrowellen-gestützten Synthesemethode in sehr guter Reinheit hergestellt.
Spindelförmige MIL-88B-Fe Kristalle (links in der Abbildung) und nadelförmiges NH₂-MIL-88B-Fe
wurden jeweils in µm großen Kristalliten mit einheitlicher Größe und exzellenter Kristallinität erhalten.
Die Reproduzierbarkeit unserer Methode war sehr gut. Die Aufnahme von Kohlenmonoxid in diese
Materialien wurde mittels in situ-Hochvakuum-Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (UHVFTIR, mittleres Spektrum) und Mössbauer Spektroskopie untersucht. Das CO Molekül bindet an die
ungesättigten Koordinationsstellen in diesen Koordinationspolymeren (unsaturated coordination sites,
CUS). Die Abgabe von CO aus diesen Materialien wurde mittels des Myoglobin-Assays unter
physiologischen Bedingungen quantifiziert. Die Freisetzung des CO (rechts in der Abbildung) geht
einher mit der Zersetzung der MIL Materialien unter physiologischen Bedingungen. Beide Materialien,
MIL-88B-Fe und NH₂-MIL-88B-Fe, zeigen eine gute Biokompatibilität und haben das Potential für
pharmakologische und therapeutische Anwendungen als Carrier für den physiologisch relevanten
Gasotransmitter Kohlenmonoxid.
37
Karina Morgenstern
Lehrstuhl für Physikalische Chemie I; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3225529; FAX: ++49-(0)234-3214182
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/pc1
J. Henzl, K. Boom, and K. Morgenstern, Reorientation of a Single Bond within an Adsorbed Molecule
by Tunneling Electrons, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 11501-11504.
Scanning tunneling microscopy offers the exciting possibility to manipulate individual molecules by
vibrational excitation via inelastically tunneling electrons. The electrons transfer energy into molecular
vibrational modes, leading to breakage or formation of individual bonds. It is challenging to precisely
control intramolecular changes by this process. We demonstrate that for 4,4‘-dihydroxyazobenzene
adsorbed on Au(111) or Ag(111), the manipulation facilitates rotation of the OH end groups around the
C−O bond between metastable states; this corresponds to a reorientation of the hydrogen, the
ultimate limit of a conformational change within a molecule.
Faszinierenderweise können mit in Rastertunnelmikroskopen über inelastisch tunnelnde Elektronen
molekularer Schwingungen einzelne Moleküle angeregt werden. Durch die Übertragung der
Elektronenenergie auf molekulare Schwingungsmoden können dabei einzelne Bindungen gebrochen
oder geformt werden. Wir demonstrieren für auf Au(111) oder Ag(111) adsorbiertes 4,4‘-Dihydroxyazobol, dass durch diese Art OH- Endgruppen zwischen metastabilen Zuständen um die C-O
Bindungen rotiert werden können; dies entspricht einer Reorientierung eines Wasserstoffatoms, der
kleinstmöglichen Konformationsänderung innerhalb eines Moleküls.
38
Anja-Verena Mudring
Inorganic Chemistry III – Materials Engineering and Characterization; Ruhr-Universität Bochum
D-44780 Bochum, Tel.: ++49-(0)234-3227408; FAX: ++49-(0)234-3214951
email: [email protected]; http://www.anjamudring.de
P.S. Campbell, C. Lorbeer, J. Cybinska, A.-V. Mudring, One-Pot Synthesis of Luminescent Polymer-Nanoparticle Composites from Task-Specific Ionic Liquids, Adv. Func. Mat. 23 (2013) 2924-2931.
Lanthanide containing materials are becoming more
and more essential in our every-day lives. They present
strong and distinct luminescent behavior resulting from
4f electronic energy levels which are little affected by
their chemical environments, due to the effective shielding of the f electrons by the filled 5s and 5p external
sub-shells. This makes them essential in applications
such as energy conversion phosphors for compact
fluorescent lamps (CFLs) and light emitting diodes
(LEDs), comprising the energy efficient alternatives to
incandescent lamps. In such applications, thin films of
luminescent lanthanide materials are used as coatings.
One strategy to achieve processable luminescent
materials for direct application is through the doping
of a flexible matrix with lanthanides. To this end,
Ln3+-complexes have been incorporated into organic polymers, liquid crystals and sol–gel derived organic–inorganic hybrids. Polymers offer several advantages for the development of materials, such as:
flexibility, versatility, optical quality and moderate processing conditions. We used a multi-functional
polymerisable ionic liquid, diallyldimethylammonium tetrafluoroborate (DADMA BF4) in a one-pot synthesis of novel luminescent polymer-nanoparticle composites. Firstly, small monodisperse lanthanide
fluoride nanoparticles are formed by microwave irradiation in the presence of Ln(OAc)₃•xH2O (Ln = Gd,
Eu, Tb; OAc = acetate) in the ionic liquid. The nanoparticles can be precipitated for structural characterization (PXRD, TEM) or kept in the solution which yields after irradition by high intensity UV light
colorless, processable polymer materials with good photophysical properties.
Lanthanid-basierte Materialien werden immer wichtiger in unserem Alltagsleben. Sie zeigen hervorragenden Lumineszenzverhalten aufgrund der elektronischen 4f-Zustände, die nur wenig von der
chemischen Umgebung beeinflusst werden. Dies führt dazu, dass Lanthanid-Ionen in Energiekonversionsphosphoren essentieller Bestandteil für Energiesparlampen und LEDs geworden sind, welches
die Energie-effizienten Beleuchtungsmittelalternativen zur klassischen Glühbirne darstellen. Hier
werden dünne Filme Lanthanid-basierter Materialien als Beschichtungen verwendet. Eine Strategie zur
Herstellung gut prozessierbarer lumineszierender Materialien ist die direkte Dotierung in eine flexible
Materix wie einem Polymer. Wie haben ausgehen von einer polymerisierbaren Ionischen Flüssigkeit,
Diallyldimethylammonium tetrafluoroborate (DADMA BF4) und entsprechenden Lanthanid-Vorläuferverbindungen, in einer Eintopfsynthese neue Polymer-Nanopartikelkomposite mit hervorragenden
optischen Eigenschaften erhalten können.
39
Martin Muhler
Lehrstuhl für Technische Chemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3228754; FAX: ++49-(0)234-3214115
email: [email protected]; http://www.techem.ruhr-uni-bochum.de
M.J. Becker, W. Xia, K. Xie, A. Dittmer, K. Voelskow, T. Turek, M. Muhler, Separating the initial growth
rate from the rate of deactivation in the growth kinetics of multi-walled carbon nanotubes from ethene
over a cobalt-based bulk catalyst in a fixed-bed reactor, Carbon 58 (2013) 107-115.
The initial growth kinetics of multi-walled carbon nanotubes (CNTs) was investigated using a highly
active Co-based mixed-oxide catalyst in a tubular fixed-bed reactor under plug-flow conditions with
ethene as carbon source. The carbon mass accumulation was derived from the ethene conversion and
analysed by a kinetic model, from which the initial CNT growth rate and the mean lifetime of the active
sites were derived permitting the prediction of the maximum theoretical CNT yield. With increasing
growth temperatures up to 923 K both the initial growth rate and the mean lifetime of active sites
increased strongly with a significantly prolonged lifetime above 848 K. The initial growth rate was slow
at lower ethene concentrations, but the mean life time was very high. Increasing the ethene
concentration up to 45 vol% led to a much higher initial growth rate, but shortened the mean lifetime
strongly.
Die Wachstumskinetik von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren wurde in einem Festbettreaktor
mit Propfenströmung an einem Co-basierten Mischoxidkatalysator mit Ethen als Kohlenstoffquelle
bestimmt. Der zeitliche Zuwachs an Kohlenstoff wurde aus dem Ethenumsatz bestimmt und mittels
eines kinetischen Modells analysiert, das die getrennte Bestimmung der anfänglichen Wachstumsgeschwindigkeit und der mittleren Lebensdauer der aktiven Zentren ermöglichte. Höhere
Temperaturen führten zu höheren Geschwindigkeiten und längeren Lebensdauern, während höhere
Ethenkonzentrationen die Lebensdauer verkürzten.
40
Christian W. Müller
Physikalische Chemie II; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-32-24237; FAX: ++49-(0)234-32-14183
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/pc2/mueller
C.W. Müller, Einzelkonformationsspektroskopie, GIT Labor-Fachzeitschrift 5 (2013) 291–293.
Molecular beam single-conformation spectroscopy provides the unique
opportunity to disentangle the UV, IR, and Raman spectra of individual
conformers from a mixture of conformers. Experimentally, single-conformation spectroscopy consists of a series of single- and double-resonance laser spectroscopic experiments that are carried out successively and that afford vibrationally stateselective, mass-resolved, and
conformer-specific UV, IR, and Raman spectra of cold, isolated
molecules and microsolvated clusters in molecular beams. First in the
succession of experiments, the mass-selected UV spectrum is recorded via resonantly enhanced two-photon ionization. In a second step,
the UV spectrum is dissected into its underlying single-conformation
UV spectra via UV–UV hole-burning spectroscopy. These single-conformation UV spectra provide conformation-specific electronic/vibronic
transitions that serve as “monitor” transitions in the determination of
singleconformation IR and Raman spectra. The assignment of these
spectra through ab initio and density functional theory calculations
allows to determine the conformational preferences of isolated
flexible molecules and the isomeric structures of their microsolvated
complexes.
Die Bestimmung von Konformationsstrukturen mittels Einzelkonformationsspektroskopie erfordert die Durchführung von drei aufeinanderfolgenden Einzel- und Doppelresonanz-Experimenten. Im ersten Schritt wird das
UV-Spektrum des Konformerengemischs
mittels Zwei-photonen-Ionisationsspektroskopie aufgenommen. Im zweiten Schritt
wird die UV-UV-Lochbrenn-Spektroskopie
angewendet, um das Zweiphotonen-Ionisationsspektrum in seine Konformerkomponenten zu zerlegen. Im dritten
Schritt werden die zuvor bestimmten
elektronischen Übergänge der einzelnen
Konformere als konformationsspezifische
„Marker-Übergänge“ benutzt, um die IRoder Raman-Spektren aller Konformere zu
bestimmen. Den Doppelresonanzmethoden
ist dabei gemeinsam, dass der Anregungslaserpuls (Pump) ein „Populationsloch“ in den im Molekülstrahl allein besetzten schwingungslosen Grundzustand „brennt“. Diese Entvölkerung des schwingungslosen Grund-zustands macht sich als Abnahme im Ionensignal bemerkbar, das der Abfragelaserpulse (Probe) erzeugt. Die auf diese Weise experimentell ermittelten IR- und Raman-Spektren werden
schließlich anhand von ab-initio- oder Dichtefunktional-Rechnungen spezifischen Konformationsstrukturen zugeordnet.
41
Marcus Petermann
Feststoffverfahrenstechnik; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3226442; FAX: ++49-(0)234-3214277
email: [email protected]; http://www.fvt.rub.de
D. Borosa, S. Kareth, A. Kilzer, M. Petermann: “Investigation of mass transfer- and particle-formation
mechanisms at acoustically levitated droplets under high pressure”, Proc. 6th Int. Symp. on High Pressure Processes Technology, Belgrade, 21 (2013)
Investigations of samples should be performed precisely, close to real application and if possible
contamination-free. In particular, the study of phase change processes and the formation of
particles (e. g. gas hydrates, see figure) require a sophisticated experimental setup. Acoustic
levitation is a non-contact method, which can fix samples in a standing acoustic field. The test
substance can be studied contamination-free under different pressure and temperature conditions.
Application possibilities range from the determination of physical data (density, interfacial tension,
viscosity) to particle genesis. Under exclusion of any wall effects, phase changes and mass transport
processes (e. g. melting and freezing point, single-crystal growth) can be monitored. As part of an
EXIST founder grant a company (BOROSA Acoustic Levitation, www.borosa.de) will be founded, which
offers acoustic levitators for high pressure applications up to 20 MPa at temperatures up to 180°C.
With the aid of acoustic levitation samples can be examined in the presence of dense gases for the first
time contact and contamination-free.
Untersuchungen von Proben sollten stets präzise, realitätsnah und wenn möglich kontaminationsfrei
erfolgen. Insbesondere die Untersuchung von Phasenwechsel-Prozessen und die Bildung von Partikeln
(z. B. Gashydrate, siehe Abbildung) erfordern einen anspruchs-vollen experimentellen Aufbau. Die
akustische Levitation ist eine berührungslose Methode, welche Proben in einem stehenden Schallfeld
fixiert. Die zu untersuchende Substanz kann somit kontaminationsfrei bei unterschiedlichen Druck- und
Temperaturbedingungen vermessen werden. Die Anwendungsmöglichkeiten erstrecken sich von der
Bestimmung von physikalischen Stoffdaten (Dichte, Grenzflächenspannung, Viskosität), bis hin zur
Partikelgenese. Es können somit Phasenwechsel- und Stofftransportprozesse (z. B. Schmelz- und
Erstarrungspunkt, Einkristallzüchtung) unter Ausschluss von Wandeffekten beobachtet werden. Im
Zuge eines EXIST-Gründerstipendiums wird ein Unternehmen (BOROSA Acoustic Levitation, www.
borosa.de) gegründet, welches akustische Levitatoren für den Hochdruck-Einsatz bis zu 200 bar bei
Temperaturen bis 180°C anbietet. Unter Zuhilfenahme der Methode der akustischen Levitation können
Proben somit erstmals in Gegenwart dichter Gase kontakt- und kontaminationsfrei untersucht werden.
42
Nicolas Plumeré
CES – Zentrum für Elektrochemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3229434; FAX: ++49-(0)234- 32 14420
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/ces/Nicolas.html
T. Kothe, N. Plumeré, A. Badura, M. M. Nowaczyk, D. A. Gushin, M. Rögner, W. Schuhmann, Angewandte Chemie International Edition, 52 (2013) 14233 –14236.
A Photosystem 1 based photocathode and a Photosystem 2 based photoanode combined to a Z-scheme-mimic for biophotovoltaics.
Z-Scheme on wires: The two photosystems of the natural photosynthetic Z-scheme have been connected by immobilizing them within redox hydrogels on individual electrodes. Upon irradiation, this biophotovoltaic device produced photocurrents as a closed and autonomous system. The open-circuit voltage
of the cell corresponds to the potential difference between the two redox hydrogels and indicates the
coupling of the two charge separation steps.
Z-Schema an Kabeln: Die zwei Photosysteme des photosynthetischen Z-Schemas wurden durch ihre
Immobilisierung in zwei Redoxhydrogelen auf individuellen Elektroden verbunden. Bei Beleuchtung generiert die biophotovoltaische Zelle Photoströme in einem geschlossenen und autonomen System. Die
Leerlaufspannung der Zelle entspricht der Potentialdifferenz der beiden Redoxhydrogele und belegt
die Kopplung von zwei Ladungstrennungsprozessen.
43
Wolfram Sander
Lehrstuhl für Organische Chemie II; Ruhr-Universität Bochum, D-44780 Bochum
Tel: +49 234 3224593, FAX +49 234 3214353
email: [email protected]ät-bochum.de; http://www.ruhr-uni-bochum.de/oc2
F. Li, K. Bravo-Rodriguez, C. Phillips, R. W. Seidel, F. Wieberneit, R. Stoll, N. L. Doltsinis, E. Sanchez-Garcia, and W. Sander, Conformation and Dynamics of a Cyclic Disulfide-Bridged Peptide: Effects of
Temperature and Solvent, J. Phys. Chem. B 117 (2013) 3560-3570.
The cyclic disulfide-bridged tetrapeptide cyclo(Boc-CysPro-Gly-Cys-OMe) (1) was designed as a model for the
study of solvent-driven conformational changes in peptides. The three-dimensinal structure and dynamics of 1
were studied using a variety of experimental and computational techniques. The crystal structure of 1 reveals a
β-turn stabilized by a hydrogen bond between the two cysteine resides. In solution, the UV–CD and NMR analysis of 1
suggest a β-turn II conformation, stable up to 60 °C. The characteristic NMR ¹³C shifts of the Cβ and Cγ
atoms of proline show that the peptide adopts exclusively the energetically favored trans conformation
of the peptidyl-prolyl bond. The combination of IR spectroscopy with Car–Parrinello MD simulations
and DFT calculations allowed us to assign the absorptions in the amide I region to the individual amino
acids. The NH group of Gly, which as hydrogen bond donor competes with the NH group of Cys4 for the
carbonyl oxygen atom of Cys1 as hydrogen bond acceptor, plays a relevant role for the structure and
spectroscopic properties of the peptide. Since Gly is more exposed to the solvent, its hydrogen-bonding
capability can be partially blocked by external solvent molecules in solution or by a second peptide
molecule in the crystal. Furthermore, the presence of only one molecule of acetonitrile is sufficient to
change the preferred conformation of 1, and even in acetonitrile solution the simulations suggest that
on average only one solvent molecule strongly interacts with the cyclic core of the peptide.
Das cyclische disulfid-verbrückte Tetrapeptid Cyclo(Boc-Cys-Pro-Gly-Cys-OMe) (1) wurde als Modellverbindung für die Untersuchung von lösungsmittelgesteuerten Konformationsänderungen in Peptiden
entworfen. Die dreidimensionale Struktur und die Dynamik von 1 wurde unter Verwendung einer
großen Vielfalt von experimentellen und theoretischen Methoden untersucht. Die Kristallstruktur von
1 zeigt eine β-Schleife, die durch eine Wasserstoffbrücke zwischen zwei Cysteinresten stabilisiert wird.
In Lösung zeigt eine UV–CD und NMR – Analyse eine Konformation vom βII - Typ, die bis 60 °C stabil ist.
Die charakteristischen ¹³C Verschiebungen im NMR der Cβ und Cγ Atome von Prolin zeigen, dass das
Peptid ausschließlich die energetisch günstigere trans-Konformation der Peptidyl-ProlylBindung einnimmt. Die Kombination von IR-Spektroskopie mit Car–Parrinello MD Simulationen und
DFT Rechnungen erlaubten es uns, die Absorptionen in der Amid I – Region den individuellen Aminogruppen zuzuordnen. Die NH-Gruppe von Gly, die mit der NH- Gruppe von Cys4 als Wasserstoffbrücken
– Donor zum Carbonyl-Sauerstoffatom von Cys1 als Wasserstoffbrücken - Akzeptor konkurriert, spielt
eine wichtige Rolle bei der Struktur und den spektroskopischen Eigenschaften des Peptids. Da Gly dem
Lösungsmittel stärker ausgesetzt ist, kann seine Möglichkeit zu Wasserstoffbrückenbindungen in
Lösung teilweise durch externe Lösungsmittelmoleküle oder im Kristall durch ein zweites Peptidmolekül blockiert werden. Zudem reicht die Anwesenheit von nur einem Molekül Acetonitril aus, die
bevorzugte Konformation von 1 zu ändern; und die Simulationen zeigen, dass sogar in AcetonitrilLösung durchschnittlich nur ein Lösungsmittelmolekül stark mit dem cyclischen Kern des Peptids
wechselwirkt.
44
Rochus Schmid
Lehrstuhl für Anorganische Chemie 2; AG Computational Materials Chemistry; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum; Tel.: ++49-(0)234-3224166; FAX: ++49-(0)234-3214174
email: [email protected]; http://www.rochusschmid.de
S. Bureekaew, R. Schmid, Hypothetical 3D-Periodic Covalent Organic Frameworks: Exploring the Possibilities by a First Principles Derived Force Field, Cryst. Eng. Comm. 15 (2013) 1551-1562.
The main concept to understand the specific structure porous framework materials like metal-organic
frameworks (MOFs) or their covalent organic framework (COF) counterparts is the topological analysis
of the underlying network. In this approach the atomistic structure is reduced or “deconstructed” to
reveal the topology of its network, formed by vertices connected by edges. We have now developed a
theoretical procedure to reverse this process in order to predict network structures. We use different
known network topologies as starting point and use our first principles derived force field MOF-FF
for optimizing the energy of a given starting structure. The main ingredient is, however, the notion of
isoreticular isomers arising in cases where the symmetry of the building block is lower than the
symmetry of the network vertex. Here, a genetic algorithm based global search strategy is used to
identify the optimal isomer. By this reversed topological approach (RTA) we can thus construct yet
unknown systems in silico. In this contributions we have for the first time predicted structure and
properties of different hypothetical 3D-periodic COFs, formed from a set of boronic-acid containing
monomers.
Das wesentliche Konzept zum Verständnis der spezifischen Struktur von porösen Netzwerkverbindungen wie metall-organischer Netzwerke (MOFs) oder deren kovalent-organischer Pendants
(COFs) ist die topologische Analyse des zugrundliegenden Netzwerkes. Bei dieser Methode wird die
atomistische Struktur reduziert oder „dekonstruiert“ um die Topologie des Netzwerkes aufzuzeigen, die
durch kantenverknüpfte Vertices gebildet wird. Wir haben nun eine theoretische Prozedur entwickelt
um diesen Prozess umzukehren und damit die Netzwerkstruktur vorherzusagen. Wir benutzen
bekannte Netzwerk-Topologien als Ausgangspunkt und unser ab initio parametrisiertes Kraftfeld
MOF-FF zur energetischen Optimierung einer gegebenen Startstruktur. Der wesentliche Aspekt ist
aber die Erkenntnis, dass durch Baueinheiten mit niedrigerer Symmetrie als die entsprechenden
Symmetrien der Netzwerkvertices isoretikuläre Isomere auftreten können. Hier verwenden wir einen
genetischen Algorithmus um das globale Minimum dieser Isomere zu identifizieren. Mit diesem
reversen topologischen Ansatz (RTA) sind wir somit in der Lage auch bisher unbekannte Systeme in
silico zu konstruieren. In diesem Beitrag haben wir erstmals Strukturen und Eigenschaften verschiedener hypothetischer 3D-periodischer COFs, die aus einem Satz von boronsäure-basierten Monomeren
gebildet werden können, untersucht.
45
Wolfgang Schuhmann
Anal. Chem. - Elektroanalytik & Sensorik; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3226200; FAX: ++49-(0)234-3214683
email: [email protected]; http://www.ruhr-uni-bochum.de/elan
M. Nebel, S. Grützke, N. Diab, A. Schulte, W. Schuhmann, Visualisierung des O2-Verbrauchs einzelner lebender Zellen mithilfe elektrochemischer Rastermikroskopie: der Einfluss der faradayschen
Sonden-reaktion. Angew. Chem. 125 (2013) 6460-6463. Visualization of oxygen consumption of single
living cells by means of 4D shearforce-based constant-distance mode SECM: The influence of the tip
reaction. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 6335-6338.
The influence of the reaction rate at the tip onto the overall imaging result is often neglected during respiration
studies performed by scanning electrochemical microscopy (SECM). Particularly, in the detection scheme of
the commonly utilized competition experiment a large
consumption of oxygen by the tip might change the
oxygen concentration inside the gap between tip and cell
body. This local depletion of oxygen leads to a transmembrane transport from the intracellular medium to
the outer cell environment, thus compensating the
formed concentration gradient. As a result of this additional flux the SECM signal is not any longer a response
to the respiration activity of the investigated cell. In order to further study the effect of the driving force
of the tip reaction, a potential pulse profile has been utilized in a shearforce-based constant-distance
mode. The unique time dependent data acquisition of this detection scheme has been used for the first
time to visualize the change between a tip behaving as a passive observer and a tip actively inducing
the transmembrane diffusion of oxygen.
Der Einfluss der Reaktionsrate am SECM-Tip auf das
Ergebnis der Visualisierung des lokalen Sauerstoffverbrauchs wird bei Experimenten zur Zellrespiration
häufig vernachlässigt. Insbesondere kann bei dem
häufig angewandten Kompetitionsexperiment eine
starke Änderung der lokalen Sauerstoffkonzentration
im Volumen zwischen SECM Tip und Zellkörper durch
die Reaktion an der positionierten Mikroelektrode
nicht vernachlässigt werden. Diese lokale Verringerung
der Sauerstoffkonzentration führt zu einem Transmembrantransport von Sauerstoff aus dem intrazellulären
Medium in die Umgebung der Zelle, um den Konzentrationsgradient zu kompensieren. Als Ergebnis dieses
zusätzlichen Flusses zeigt das SECM Signal nicht
mehr die Respirationsaktivität der untersuchten Zelle.
Um den Effekt der Triebkraft der Tipreaktion im Detail
zu untersuchen, wurde ein Potentialpulsprofil im
scherkraftabhängigen Positioniermodus benutzt. Die zeitabhängige Datenaufnahme in diesem Detektionsmodus wurde erstmals angewandt, um den Übergang zwischen der Funktion des SECM-Tips als
passivem Beobachter und als Element, das die Transmembrandiffusion von Sauerstoff induziert.
46
Michael Seitz
Anorganische Chemie I; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3224187; Fax: ++49-(0)234-3214378
email: [email protected]; http://www.lanthanoid.org
T. Güden-Silber, K. Klein, M. Seitz, 4,4‘-Bis(trifluoromethyl)-2,2‘-Bipyridine − A Multi-purpose Ligand
Scaffold for Lanthanoid-Based Luminescence / 19F NMR Probes, Dalton Trans. 42 (2013), 1388213888.
Molecular lanthanoid complexes are very attractive for the development of bioanalytical probes
because of the unique photophysical and magnetic properties that these building blocks can provide.
In this context, magnetic resonance imaging (MRI) contrast agents based on lanthanoids are nowadays
one of the most widely used class of metal complexes in clinical diagnosis, while complexes with a
variety of lanthanoids (e.g. Eu, Tb) have made considerable progress as luminescent probes in a great
number of bioanalytical settings. Every method has advantages but also specific intrinsic limitations.
The use of analytical probes which can be addressed by two different modalities in one molecular
entity, are therefore potentially of great value. In this context, we have developed complexes of the
form [Tb(L)₂]- with the tetradentate ligand 4,4‘-bis(trifluoromethyl)-2,2‘-bipyridine-6,6‘-dicarboxylic acid (H₂L) which show lanthanoid-centered luminescence in aqueous solution, as well as
paramagnetically greatly enhanced longitudinal magnetic relaxation of the 19F nuclei.
Molekulare Lanthanoid-Komplexe sind sehr attraktiv für die Entwicklung bioanalytischer Sonden
wegen der einzigartigen photophysikalischen und magnetischen Eigenschaften, die diese Bausteine
besitzen können. In diesem Zusammenhang sind auf Gadolinium basierende Kontrastmittel für die
Magnetresonanztomographie (MRT) eine der heutzutage am häufigsten verwendete Klasse von Metallkomplexen in der klinischen Diagnostik. Zudem haben Komplexe mit mehreren anderen Lanthanoiden
(z.B. Eu, Tb) enorme Fortschritte ermöglicht als Lumineszenzsonden in einer Vielzahl biomedizinisch
relevanter Fragestellungen. Jede dieser Methoden hat Vorteile, aber auch bestimmte inhärente
Limitationen. Die Verwendung von analytischen Sonden, deren Eigenschaften in einer einzigen molekularen Spezies durch zwei unterschiedliche Modalitäten ausgelesen werden können, ist daher
potentiell von sehr großem Wert. In diesem Kontext haben wir Lanthanoid-Komplexe der Zusammensetzung [Tb(L)₂]- mit dem vierzähnigen Liganden 4,4‘-Bis(trifluormethyl)-2,2‘-bipyridin-6,6‘-dicarbonsäure (H₂L) entwickelt, die sowohl Lanthanoid-zentrierte Lumineszenz in wäßriger Lösung zeigen, als
auch stark beschleunigte longitudinale magnetische Relaxation von 19F-Kernen.
47
Jennifer Strunk
Lehrstuhl für Technische Chemie; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3223566; FAX: ++49-(0)234-3214115
email: [email protected]; http://www.techem.ruhr-uni-bochum.de
B. Mei, C. Wiktor, S. Turner, A. Pougin, G. van Tendeloo, R.A. Fischer, M. Muhler, J. Strunk, Evidence
for metal-support interactions in Au modified TiOx/SBA-15 materials prepared by photodeposition,
ACS Catal. 3 (2013) 3041-3049.
Gold nanoparticles have been efficiently photo-deposited onto titanate-loaded SBA-15 (Ti(x)/SBA-15)
with different titania coordination. Transmission electron microscopy shows that relatively large gold
nanoparticles are photo-deposited on the outer surface of the Ti(x)/SBA-15 materials. TiOx tends to
form agglomerates in close proximity to the gold nanoparticles, often forming core-shell Au/TiOx
structures. This behavior resembles typical processes observed due to strong-metal support interactions. In the presence of gold, the formation of hydrogen on Ti(x)/SBA-15 during the photo-deposition
process is greatly enhanced. When isolated zinc oxide (ZnOx) species are present on TiOx/SBA-15, gold
nanoparticles are smaller and well dispersed within the pores. Agglomeration of TiOx-species and the
formation of Au/TiOx structures is negligible in this case. The dispersion of gold and the formation of
Au/TiOx in the SBA-15 matrix seem to depend on the mobility of the TiOx species. The mobility is
determined by the initial degree of agglomeration of TiOx. and the presence of Ti-O-Si vs. Ti-O-Zn
bonds.
Goldnanopartikel wurden erfolgreich photoabgeschieden auf titanatbeladenem SBA-15 (Ti(x)/SBA15) mit unterschiedlicher Koordination des Titans. Transmissionselektronen-mikroskopie belegt,
dass recht große Goldnanopartikel auf der äußeren Oberfläche von Ti(x)/SBA-15 photoabgeschieden werden. TiOx neigt zur Bildung von Agglomeraten in der Nähe der Goldnanopartikel, so dass oft
Kern-Schale-Au/TiOx-Strukturen ausgebildet werden. Dieses Verhalten ähnelt typischen Prozessen,
die durch starke Metall-Träger Wechselwirkungen hervorgerufen werden. Die Anwesenheit von Gold
verbessert deutlich die Wasserstoffbildung auf Ti(x)/SBA-15 während der Photoabscheidung. Wenn
isolierte Zinkoxidspezies (ZnOx) auf TiOx/SBA-15 vorliegen, dann sind die Goldnanopartikel kleiner
und liegen wohldispergiert in den Poren vor. Agglomeration der TiOx-Spezies und die Bildung von Au/
TiOx-Strukturen ist in diesem Fall vernachlässigbar. Die Dispersion von Gold und die Bildung von Au/
TiOx-Strukturen in der SBA-15-Matrix scheinen abhängig zu sein von der Mobilität der TiOx-Spezies.
Die Mobilität hängt ab von dem anfänglichen Agglomerationsgrad von TiOx, und der Anwesenheit von
Ti-O-Si oder Ti-O-Zn-Bindungen.
48
Michael Wark
Technische Chem. - Heterogene Photokatalyse; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: +49-(0)234-3228328; FAX: +49-(0)234-14115
e-mail: [email protected]b.de; http://www.techem.ruhr-uni-bochum.de
P. Wang, P. Chen, A. Kostka, R. Marschall, M. Wark, Control of Phase Coexistence in Calcium Tantalate Composite Photocatalysts for Highly Efficient Hydrogen Production, Chemistry of Materials 25
(2013), 4739-4745, DOI:10.1021/cm402708h,
By aid of the simple and cost-effective molten salts method, a series of phase-controlled and
composition-tuned calcium tantalate composite photo-catalysts has been prepared by adjusting the
initial atomic ratio of Ta/Ca precursors. We demonstrate the strong correlation between the photocatalytic activities of calcium tantalate composite photocatalysts for hydrogen evolution and
respective phase compositions. Without any co-catalysts, these composites with optimized
compositions of the phases cubic CaTa₂O₆/hexagonal Ca₂Ta₂O₇/orthorhombic β-CaTa₂O₆ showed very
high photocatalytic H₂ production activities in the presence of methanol. It is attributed mainly to a
significantly improved photo-excited charge carrier separation via the junctions and interfaces in the
composites. By in-situ photodeposition of very small amounts of noble metal nanoparticles (Pt or Rh)
as co-catalysts the photocatalytic H₂ production with these composites was greatly enhanced, photodeposited Ni/NiOx core/shell co-catalyst enables even an photocatalytic overall water splitting.
Mit Hilfe einer einfachen und kostengünstigen Synthese in Salzschmelzen wurde eine Serie von photokatalytisch aktiven Calciumtantalaten, bestehend aus Kompositen mit unterschiedlicher
Phasenzusammensetzung erzeugt, in dem die atomaren Verhältnisse der Ta- und Ca-Prekusoren in
den Syntheseansätzen systematisch variiert wurden. Wir konnten eine starke Korrelation zwischen der
Phasenzusammensetzung der Calciumtantalat-Komposite und ihrer Aktivität in der photokatalytischen
Wasserstoffentwicklung nachweisen. Ohne jeglichen Co-Katalysator zeigen aus kubischem CaTa₂O₆,
hexagonalem Ca₂Ta₂O₇ und ortho-rhombischem β-CaTa₂O₆ gebildete Komposite bei optimaler
Zusammensetzungen sehr hohe photokatalytische H₂-Bildungsraten in Gegenwart von Methanol.
Dieses wird einer signifikant verbesserten Trennung der photo-angeregten Ladungsträger an den
Grenzflächen der Komposit-Partikel zugeschrieben. Nach einer in-situ-Photoabscheidung von sehr
geringen Mengen an Edelmetall-Nanopartikeln (Pt oder Rh) als Co-Katalysatoren wird die H₂-Bildung
weiter erhöht; die Photoabscheidung von Ni/NiOx Kern-Schale-Nanoteilchen als Co-Katalysator
ermöglicht auch die photokatalytische Spaltung von Wasser mit den Kompositen.
49
Eckhard Weidner
Verfahrenstechnische Transportprozesse; Ruhr-Universität Bochum; D-44780 Bochum
Tel.: ++49-(0)234-3226680; FAX: ++49-(0)234-3214277
email: [email protected]; http://www.vtp.ruhr-uni-bochum.de
M. Renner, E. Weidner, H. Geihsler, Cleantan – Chromium Tanning without Chromium and Water Residues. August 2013 Vol. CVIII, No. 8 JALCA 108(8) (2013), 289-318
A new chromium tanning process principle has been developed that allows reducing the chromium
contaminated sewage water, saving tanning agents and reducing the process time. Compressed gas
carbon dioxide is used instead of water for the pickling and the tanning process. The use of different
pressure ranges gives the possibility to control the pH value without using chemicals. A free from
water and free from salt pickle is possible. The use of chromium can be controlled precisely and it
is possible to use only as much chromium as can be fixed in the collagenic matrix. Excellent tanning
results have been achieved with technical- and preindustrial scale (650 kg split weight per batch) high
pressure equipment. Using carbon dioxide 14 million liters of chromium contaminated sewage water in
the tanning process, 20 billion liters of sewage water to produce the tanning agents, 160 000 tonnes of
chromium and 500 000 tons of salt could be saved regarding the worldwide market.
Fig. 1: Tanning plant at Fraunhofer UMSICHT
Cleantan ist ein neuartiger Gerbprozess, der es erlaubt chromhaltige Abwässer zu reduzieren,
Gerbstoffe einzusparen und die Gerbzeit zu verkürzen. Hierzu wird verdichtetes Kohlendioxid statt
Wasser für das Pickeln und das Gerben verwendet. Die pH-Kontrolle, während des Gerbens, wird durch
verschiedene Druckbereiche mit CO2 eingestellt, dies erlaubt die Einsparung weiterer Chemikalien.
Mit Cleantan ist es möglich wasser-frei zu gerben und zu pickeln. Durch die Prozessparameter kann
der Einsatz von Chrom präzise kontrolliert und somit die eingesetzte Chrommenge auf die Menge
reduziert werden, die von der Kollagenmatrix fixiert wird. Es konnten bereits exzellente Gerbergebnisse
im technischen und vorindustriellen Maßstab (650 kg pro Batch) erzielt werden. Durch den Einsatz
von Kohlenstoffdioxid als Prozesshilfsmittel können 14 Mio t chromhaltiges Abwasser, 20 Milliarden
Liter Abwasser aus der Herstellung der Gerbstoffe, 160 000 t Chrom und 500 000 t Salz eingespart
werden.
50
PUBLIKATIONEN 2013
PUBLICATIONS 2013
Aliaksandr Bandarenka
J. B. Henry, A. Maljusch, J. Tymoczko, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka, Preparation of thin film
Cu-Pt(111) near-surface alloys: one small step towards up-scaling model single crystal surfaces,
Electrochim. Acta 112 (2013) 887-893.
M. Huang, A. Maljusch, F. Calle-Vallejo, J.B. Henry, M.T.M. Koper, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka,
Electrochemical formation and surface characterisation of Cu2-xTe thin films with adjustable content
of Cu, RSC Adv. 44 (2013) 21648-21654.
J. Tymoczko, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka, A versatile electrochemical cell for the preparation and
characterisation of model electrocatalytic systems, Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 12998-13004.
A. S. Bandarenka, K. Eckhard, A. Maljusch, W. Schuhmann, Localized electrochemical impedance spectroscopy: visualization of spatial distributions of the key parameters describing solid / liquid interfaces,
Anal. Chem. 85 (2013) 2443-2448.
J. Tymoczko, W Schuhmann, A S. Bandarenka, The constant phase element reveals 2D phase transitions in adsorbate layers at the electrode/electrolyte interfaces, Electrochem. Commun. 27 (2013)
42–45.
F. Calle-Vallejo, M.T.M. Koper, A.S. Bandarenka, Tailoring the catalytic activity of electrodes with monolayer amounts of foreign metals, Chem. Soc. Rev. 42 (2013) 5210-5230
A.S. Bandarenka, Exploring the interfaces between metal electrodes and aqueous electrolytes with
electrochemical impedance spectroscopy, Analyst 138 (2013) 5540-5554
A.S. Bandarenka, M.T.M. Koper, Structural and electronic effects in heterogeneous electrocatalysis:
towards a rational design of electrocatalysts, J. Catal. 308 (2013) 11-24
M. Kokoschka, J.B. Henry, A.S. Bandarenka, Multiparametric characterisation of non-electroactive
self-assembled monolayers during their formation, Langmuir 29 (2013) 9909–9917
F. Calle-Vallejo, M. Huang, J.B. Henry, M.T.M. Koper, A.S. Bandarenka, Theoretical Design and Experimental Implementation of Ag/Au Electrodes for the Electrochemical Reduction of Nitrate, Phys. Chem.
Chem. Phys. 15 (2013) 3196-3202.
B. Sanchez, A.S. Bandarenka, G. Vandersten, J. Schoukens, R. Bragos, Novel approach for processing
electrical bioimpedance spectra using differential impedance analysis, Med. Eng. & Phys. 35 (2013)
1349-1357
A.S. Bandarenka, Development of hybrid algorithms for EIS data fitting, a book chapter in: Lecture
Notes on Impedance Spectroscopy. Measurement, Modeling and Applications, Volume 4 / Ed. Kanoun,
O. -CRC Press, Tailor and Francis Group, London, 2013, pp. 29-36.
51
Julia E. Bandow
H. B. Albada, P. Prochnow, S. Bobersky, S. Langklotz, J. E. Bandow, N. Metzler-Nolte. Short antibacterial peptides with significantly reduced hemolytic activity can be identified by a systematic L-to-D
exchange scan of their amino acid residues. ACS Comb. Sci. 15 (2013) 585-592
M. Wenzel, M. Patra, C. H. R. Senges, I. Ott, J. J. Stepanek, A. Pinto, P. Prochnow, N. Cuong Vuong, S.
Langklotz, N. Metzler-Nolte, J. E. Bandow. Target identification of potent antibacterial hetero-tri-organometallic compounds – a structurally new class of antibiotics. ACS Chem. Biol. 8 (2013) 1442-1450
N. Raatschen, M. Wenzel, L. I. O. Leichert, P. Düchting, U. Krämer, J. E. Bandow. Extracting iron and
manganese from bacteria with ionophores – a mechanism against competitors characterized by increased potency in environments low in micronutrients. Proteomics 13 (2013) 1358-1370
Jörg Behler
P. Seema, J. Behler, D. Marx, Force-induced mechanical response of molecule-metal interfaces: molecular nanomechanics of propanethiolate self-assembled monolayers on Au(111), Phys. Chem. Chem.
Phys. 15 (2013) 16001-16011
P. Seema, J. Behler, D. Marx, Adsorption of Methanethiolate and Atomic Sulfur at the Cu(111) Surface:
A Com-putational Study, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 337-348
G.C. Sosso, G. Miceli, S. Caravati, F. Gilberti, J. Behler, M. Bernasconi, Fast Crystallization of the Phase
Change Compound GeTe by Large Scale Molecular Dynamics Simulations, J. Phys. Chem. Lett. 4
(2013) 4241-4246.
T. Morawietz, J. Behler, A Full-Dimensional Neural Network Potential-Energy Surface for Water Clusters up to the Hexamer, Z. Phys. Chem. 227 (2013) 1559-1581.
T. Morawietz, J. Behler, A Density-Functional Theory Based Neural Network Potential for Water Clusters Including van der Waals Corrections, J. Phys. Chem. A 117 (2013) 7356-7366.
N. Artrith, B. Hiller, J. Behler, Neural Network Potentials for Metals and Oxides - First Applications to
Copper Clusters at Zinc Oxide, Phys. Status Solidi B 250 (2013) 1191-1203.
Radim Beránek
S. Neubert, P. Pulisova, C. Wiktor, P. Weide, B. Mei, D. A. Guschin, R.A. Fischer, M. Muhler, R. Beranek,
Enhanced photocatalytic degradation rates at rutile TiO2 photocatalysts modified with redox co-catalysts, Catalysis Today, DOI: 10.1016/j.cattod.2013.11.046.
S. Neubert, A. Ramakrishnan, J. Strunk, H. Shi, B. Mei, L. Wang, M. Bledowski, D. A. Guschin, M. Kauer,
Y. Wang, M. Muhler, R. Beranek, Surface-Modified TiO2 Photocatalysts Prepared by a Photosynthetic
Route: Mechanism, Enhancement, and Limits, ChemPlusChem, DOI: 10.1002/cplu.201300277.
J. M. Macak, T. Kohoutek, L. Wang, R. Beranek, Fast and robust infiltration of functional material inside
titania nanotube layers: case study of a chalcogenide glass sensitizer, Nanoscale 5 (2013) 9541-9545.
52
B. Mei, H. Byford, M. Bledowski, L. Wang, J. Strunk, M. Muhler, R. Beranek, Beneficial effect of Nb
doping on the photoelectrochemical properties of TiO2 and TiO2-polyheptazine hybrids, Sol. Energy
Mater. Sol. Cells 117 (2013) 48-53.
M. Bledowski, L. Wang, A. Ramakrishnan, R. Beranek, TiO2-Polyheptazine Hybrid Photoanodes: Effect
of Co-Catalysts and External Bias on Visible Light-Driven Water Splitting, J. Mater. Res. 28 (2013)
411-417.
R. D. Costa, F. Werner, X. Wang, P. Grönninger, S. Feihl, F. T. U. Kohler, P. Wasserscheid, S. Hibler, R.
Beranek, K. Meyer, D. M. Guldi, Beneficial Effects of Liquid Crystalline Phases in Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells, Adv. Energy Mater. 3 (2013) 657-665.
S. J. Kim, K. Xu, H. Parala, R. Beránek, M. Bledowski, K. Sliozberg, H.-W. Becker, D. Rogalla, D. Barreca,
C. Maccato, C. Sada, W. Schuhmann, R. A. Fischer, A. Devi, Intrinsic nitrogen-doped CVD-grown TiO2
thin films from all-N-coordinated Ti precursors for photoelectrochemical applications, Chem. Vap. Dep.
19 (2013) 45-52.
Anjana Devi
S. J. Kim, K. Xu, H. Parala, R. Beránek, M. Bledowski, K. Sliozberg, H.-W. Becker, D. Rogalla, D. Barreca,
C. Maccato, C. Sada, W. Schuhmann, R. A. Fischer, A. Devi, Intrinsic nitrogen-doped CVD-grown TiO2
thin films from all-N-coordinated Ti precursors for photoelectrochemical applications, Chem. Vap. Dep.
19 (2013) 45-52.
A. Devi, „Old chemistries for new applications: Perspectives for development of precursors for MOCVD
and ALD applications“, Coord. Chem. Rev. 257 (23-24) (2013) 3332.
K. Xu, A. R. Chaudhuri, H. Parala, D. Schwendt, T. de los Arcos, H. J. Osten, A. Devi, „Atomic layer deposition of Er2O3 thin films from Er tris-guanidinate and water: process optimization, film analysis and
electrical properties“, J. Mater. Chem. C, 1 (25) (2013) 3939.
M. Krasnopolski, C. G. Hrib, R. W. Seidel, M. Winter, H. W. Becker, D. Rogalla, R. A. Fischer, F. T. Edelmann, A. Devi, „Homoleptic Gadolinium Amidinates as Precursors for MOCVD of Oriented Gadolinium
Nitride (GdN) Thin Films.“ Inorg. Chem. 52 (2013) 286.
N. B. Srinivasan, T. B. Thiede, T. de los Arcos, V. Gwildies, M. Krasnopolski, H.-W. Becker, D. Rogalla,
A. Devi, R. A. Fischer, „Transition metal nitride thin films grown by MOCVD using amidinato based complexes [M(NtBu)₂{(iPrN)₂CMe}₂] (M = Mo, W) as precursors“, Surf. Coat. Technol. 230 (2013) 130.
Simon Ebbinghaus
K. Meister, S. Ebbinghaus, Y. Xu, J.G. Duman, A.L. DeVries, M. Gruebele, D.M. Leitner, M. Havenith,
Long-range protein-water dynamics in hyperactive insect antifreeze proteins, Proc. Nat. Acad. Sci. USA,
110(5)(2013),1617-1622.
53
Roland A. Fischer
S. Neubert, P. Pulisova, C. Wiktor, P. Weide, B. Mei, D. A. Guschin, R.A. Fischer, M. Muhler, R. Beranek,
Enhanced photocatalytic degradation rates at rutile TiO2 photocatalysts modified with redox co-catalysts, Catalysis Today, DOI: 10.1016/j.cattod.2013.11.046.
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, S. Bureekaew, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A.
Fischer, Y. Wang, CO adsorption on a mixed-valence ruthenium metal-organic framework studied by
UHV-FTIR spectroscopy and DFT calculations, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 5658–5666.
M. Ma, H. Noei, B. Mienert, J. Niesel, E. Bill, M. Muhler, R. A. Fischer, Y. Wang, U. Schatzschneider, N.
Metzler-Nolte, Iron metal-organic frameworks MIL-88B and NH₂-MIL-88B for the loading and delivery
of the gasotransmitter carbon monoxide, Chem. Eur. J. 19 (2013) 6785-6790.
B. Mei, Ch. Wiktor, S. Turner, A. Pougin, G. van Tendeloo, R.A. Fischer, M. Muhler, J. Strunk, „Evidence for
metal-support interactions in Au modified TiOx/SBA-15 materials prepared by photodeposition”, ACS
Catalysis 3 (2013) 3041-3049.
S. J. Kim, K. Xu, H. Parala, R. Beránek, M. Bledowski, K. Sliozberg, H.-W. Becker, D. Rogalla, D. Barreca,
C. Maccato, C. Sada, W. Schuhmann, R. A. Fischer, A. Devi, Intrinsic nitrogen-doped CVD-grown TiO2
thin films from all-N-coordinated Ti precursors for photoelectrochemical applications, Chem. Vap. Dep.
19 (2013) 45-52.
O. Hyunchul, S. B. Kalidindi, Y. Um, S. Bureekaew, R. Schmid, R. A. Fischer, M. Hirscher, “A Cryogenically
Flexible Covalent Organic Framework for Efficient Hydrogen Isotope Separation by Quantum Sieving”,
Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 13219-13222.
M. Tu, S. Wannapaibon, R. A. Fischer, “Programmed functionalization of SURMOFs via liquid phase
heteroepitaxial growth and post-synthetic modification”, Dalton. Trans. 42 (2013) 16029-16035.
S. Henke, A. Schneemann, R. A. Fischer,”Massive anisotropic thermal expansion and thermo-responsive
breathing in metal-organic frameworks modulated by linker functionalization”, Adv. Funct. Mater. 48
(2013) 5990-5996.
K. Khaletskaya, J. Reboul, M. Meilikhov, M. Nakahama, S. Diring, M. Tsujimoto, S. Isoda, F. Kim, K.
Kamei, R. A. Fischer, S. Kitagawa, S. Furukawa, „Integration of porous coordination polymers and gold
nanorods into core-shell mesoscopic composites towards light-induced molecular release“, J. Am.
Chem. Soc. 135 (2013) 10998-11005.
O. Kozachuk, M. Meilikhov, K. Yusenko, A. Scheemann, B. Jee, A. V. Kuttatheyil, M. Bertmer, C. Sternemann, A. Pöppl, R. A. Fischer, “A solid solution approach to mixed-metal MOFs: detailed characterization of local structures, defects and breathing behaviour of Al/V frameworks of MIL-53/47 type”, Eur. J.
Inorg. Chem. 2013, 4546-4557.
Bo Liu, Min Tu, D. Zacher, R. A. Fischer, “Multi Variate Surface Mounted Metal-Organic Frameworks”,
Adv. Funct. Mater. 23 (2013) 3790–3798.
S. B. Kalidindi, R. A. Fischer, „Covalent organic frameworks and their metal nanoparticle composites:
Prospects for hydrogen storage“, Phys. Sat. Solidi B 250 (2013) 1119-1127.
H. Oh, K. S. Park, S. B. Kalidindi, R. A. Fischer, M. Hirscher, „Quantum cryo-sieving for hydrogen isotope
separation in microporous frameworks: an experimental study on the correlation between effective
quantum sieving and pore size,“ J. Mater. Chem. A, 1 (2013) 3244-3248.
54
Bo Liu, Min Tu, R. A. Fischer, „Metal–Organic Framework Thin Films: Crystallite Orientation Dependent
Adsorption“, Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 3402–3405.
M. Meilikhov, S.Furukawa, K. Hirai, R. A. Fischer, S. Kitagawa, “Binary Janus Porous Coordination
Polymer Coatings for Sensor Devices with Tunable Analyte Affinity,” Angew. Chem. Int Ed. 52 (2013)
341–345
S. B. Kalidindi, C. Wiktor, A. Ramakrishnan, J. Wessing, A. Schneemann, G. Van Tendeloo, R. A. Fischer,
„Lewis base mediated efficient synthesis and solvation-like host-guest chemistry of covalent organic
framework-1„ Chem. Commun. 49 (2013) 463-465.
M. Krasnopolski, C. G. Hrib, R. W. Seidel, M. Winter, H. W. Becker, D. Rogalla, R. A. Fischer, F. T. Edelmann, A. Devi, „Homoleptic Gadolinium Amidinates as Precursors for MOCVD of Oriented Gadolinium
Nitride (GdN) Thin Films.“ Inorg. Chem. 52 (2013) 286.
N. B. Srinivasan, T. B. Thiede, T. de los Arcos, V. Gwildies, M. Krasnopolski, H.-W. Becker, D. Rogalla,
A. Devi, R. A. Fischer, „Transition metal nitride thin films grown by MOCVD using amidinato based complexes [M(NtBu)₂{(iPrN)₂CMe}₂] (M = Mo, W) as precursors“, Surf. Coat. Technol. 230 (2013) 130.
Martina Havenith-Newen
K. Meister, S. Ebbinghaus, Y. Xu, J.G. Duman, A.L. DeVries, M. Gruebele, D.M. Leitner, M. Havenith,
Long-range protein-water dynamics in hyperactive insect antifreeze proteins, Proc. Nat. Acad. Sci. USA,
110(5)(2013),1617-1622.
V. Sharma, F. Böhm, M. Seitz, G. Schwaab, M. Havenith, From Solvated Ions to Ion-Pairing: A THz Study
of Lanthanum(III) Hydration, Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 8383-8391
A. Patra, T.Q. Luong, R.K. Mitra, M. Havenith, Solvent dynamics in reverse micellar water-pool: A spectroscopic investigation of DDAB/cyclohexane/water systems, Phys. Chem. Chem. Phys. 15:33 (2013)
930-939
Christian Herrmann
I. C. Rosnizeck, M. Spoerner, T. Harsch, S. Kreitner, D. Filchtinski, C. Herrmann, D. Engel, B. König, H.
R. Kalbitzer, „Metal-bis(2-picolyl)amine complexes as state 1(T) inhibitors of activated Ras protein“,
Angew. Chem. Int. Ed. 51 (2012) 10647-10651.
C. Träger, M. A. Rosenblad, D. Ziehe, C. Garcia-Petit, L. Schrader, K. Kock, C. Vera Richter, B. Klinkert, F.
Narberhaus, C. Herrmann, E. Hofmann, H. Aronsson, D. Schünemann, „Evolution from the Prokaryotic
to the Higher Plant Chloroplast Signal Recognition Particle: The Signal Recognition Particle RNA Is
Conserved in Plastids of a Wide Range of Photosynthetic Organisms“, Plant Cell 24 (2012) 4819-4836.
C. Makbul, D. C. Aruxandei, E. Hofmann, D. Schwarz, E. Wolf, C. Herrmann, „Structural and thermodynamic characterization of Nore1-SARAH: a small, helical module important in signal transduction
networks“. Biochemistry 52 (2013) 1045-1054.
M. Ritzefeld, V. Walhorn, C. Kleineberg, A. Bieker, K. Kock, C. Herrmann, D. Anselmetti, N. Sewald,
„Cooperative Binding of PhoBDBD to Its Cognate DNA Sequence-A Combined Application of Single-Molecule and Ensemble Methods“. Biochemistry 52 (2013) 8177-8186
55
M. Schöpel, K. F. Jockers, P.M. Düppe, J. Autzen, V. N. Potheraveedu, S. Ince, K.T. Yip, R. Heumann, C.
Herrmann, J. Scherkenbeck, R. Stoll „Bisphenol A Binds to Ras Proteins and Competes with Guanine
Nucleotide Exchange: Implications for GTPase-Selective Antagonists“. J. Med. Chem. 56 (2013) 96649672
N. Ostler, N. Britzen-Laurent, A. Liebl, E. Naschberger, G. Lochnit, M. Ostler, F. Forster, P. Kunzelmann,
S. Ince, V. Supper, G. J. K. Praefcke, D. W. Schubert, H. Stockinger, C. Herrmann, M. Stürzl, „IFN-γ-induced Guanylate Binding Protein-1 is a novel Actin Cytoskeleton Remodeling Factor“. Mol. Cell. Biol.,
doi: 10.1128/MCB.00664-13. Epub 2013 Nov 4.
Sabine Kareth
A.M. Hanu, S. Kareth, B. Mallick, A. Mudring, M. Petermann, The influence of scCO2, ultrasound and IL
type on gelation time of silica ionogels, Proceeding of 6th International Symposium on High Pressure
Processes Technology, Belgrade, Serbia, September 2013
I. Bochon, S. Kareth, A. Kilzer, M. Petermann, Synthesis and Powder Generation of a Powder Coating
Binder using Supercritical CO2 , 6th International Symposium on High Pressure Processes Technology,
Belgrade, 8.-11. September 2013
D. Borosa, S. Kareth, A. Kilzer, M. Petermann, Investigation of Mass Transfer- and Particle-Formation
Mechanisms at Acoustically Levitated Droplets Under High Pressure, 6th International Symposium on
High Pressure Processes Technology, Belgrade, 8.-11. September 2013
J. Brinkmann, S. Kareth, M. Petermann, High pressure equipment for in-situ density and surface tension measurements, 6th International Symposium on High Pressure Processes Technology, Belgrade,
8.-11. September 2013
Fabio La Mantia
E. Ventosa, W. Xia, S. Klink, F. La Mantia, B. Mei, M. Muhler, W. Schuhmann, Ammonia-annealed TiO2 as
negative electrode material in Li-ion batteries: N-doping or oxygen deficiency? Chem. Eur. J. 19 (2013)
14194-14199.
G. Zampardi, E. Ventosa, F. La Mantia, W. Schuhmann, In-situ visualization of Li-ion intercalation and
formation of the solid electrolyte interphase on TiO2 based paste electrodes using scanning electrochemical microscopy, Chem. Comm. 49 (2013) 9347-9349.
M. Gebala, F. La Mantia, W. Schuhmann, Kinetic and thermodynamic hysteresis imposed by intercalation of proflavine in ferrocene-modified double stranded DNA, ChemPhysChem 13 (2013) 2208-2216.
S. Klink, D. Höche, F. La Mantia, W. Schuhmann, FEM modelling of a coaxial three-electrode test cell
for electrochemical impedance spectroscopy in lithium ion batteries, J. Power Sources, 240 (2013)
273-280.
M. Fan, F. La Mantia, “Effect of surface topography on the anodization of titanium”, Electrochem.
Comm. 37 (2013) 91-95.
U. Preiss, E. Borukhovich, N. Alemayehu, I. Steinbach, F. La Mantia, “A permeation model for the electrochemical interface”, Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 111 (2013) 074006.
56
F. Di Quarto, F. Di Franco, M. Santamaria, F. La Mantia, C. Rangel, A.I. de Sá, “Dielectric properties of
Al-Nb amorphous mixed oxides”, ECS J. Solid State Sci. Technol. 2 (2013) N205-N210.
M. Gębala, F. La Mantia, W. Schuhmann, “Modulation of the electron transfer rate of DNA bound ferrocene moieties imposed by intercalation”, ChemPhysChem 14 (2013) 2208-2216.
A. Battistel, F. La Mantia, “Non-linear analysis: the intermodulated differential immittance spectroscopy”, Anal. Chem. 85 (2013) 6799-6805.
D. Wiedenmann, L. Keller, L. Holzer, J. Stojadinović, B. Münch, L. Suarez, B. Fumey, H. Hagendorfer, R.
Brönnimann, P. Modregger, M. Gorbar, U.F. Vogt, A. Züttel, F. La Mantia, R. Wepf, B. Grobéty, “3D pore
structure and ion conductivity of porous ceramic diaphragms”, AIChE 59 (2013) 1446-1457.
F. La Mantia, C.D. Wessells, H.D. Deshazer, Y. Cui, “Reliable reference electrodes for lithium-ion batteries”, Electrochem. Comm. 31 (2013) 141-144.
F. La Mantia, R.A. Huggins, Y. Cui, “Oxidation processes on conducting carbon additives for lithium-ion
batteries”, J. Appl. Electrochem. 43 (2013) 1-7.
Dominik Marx
M. Farnesi Camellone, J. Zhao, L. Jin, Y. Wang, M. Muhler, D. Marx , Molecular understanding of
reactivity and selectivity for methanol oxidation at the Au/TiO2 interface, Angew. Chem. 125 (2013)
5892-5896; Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 5780-5784.
P. Seema, J. Behler, D. Marx, Force-induced mechanical response of molecule-metal interfaces: molecular nanomechanics of propanethiolate self-assembled monolayers on Au(111), Phys. Chem. Chem.
Phys. 15 (2013) 16001-16011
D. Munoz-Santiburcio, C. Wittekindt, D. Marx, Nanoconnement eects on hydrated excess protons in
layered materials, Nat. Commun. 4 (2013) 2349-1-5
M. Smiechowski, H. Forbert, D. Marx, Spatial decomposition and assignment of infrared spectra of simple ions in water from mid-infrared to THz frequencies: Li+(aq) and F(aq), J. Chem. Phys. 139 (2013),
014506-1-15
L. Walewski, H. Forbert, D. Marx, Revealing the Subtle Interplay of Thermal and Quantum Fluctuation
Eects on Contact Ion Pairing in Microsolvated HCl, ChemPhysChem 14 (2013) 817-826
L. Martinez-Suarez, J. Frenzel, D. Marx, and B. Meyer, Tuning the Reactivity of a Cu/ZnO Nanocatalyst
via Gas Phase Pressure, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 086108-1-5
P. Seema, J. Behler, D. Marx, Adsorption of Methanethiolate and Atomic Sulfur at the Cu(111) Surface:
A Com-putational Study, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 337-348
M. Farnesi Camellone, D. Marx, On the Impact of Solvation on a Au/TiO2 Nanocatalyst in Contact with
Water, J. Phys. Chem. Lett. 4 (2013) 514-518
John McCaskill
MA Bedau, JS McCaskill, NH Packard, E Parke, S Rasmussen, Introduction to recent developments in
Living Technology, Artificial Life, 19 (2013) no 3&4, 291-299, MIT Press, Cambridge, Mass, US
57
Nils Metzler-Nolte
M. Ma, H. Noei, B. Mienert, J. Niesel, E. Bill, M. Muhler, R.A. Fischer, Y. Wang, U. Schatzschneider,
N. Metzler-Nolte, “Iron metal-organic frameworks MIL-88B and NH₂-MIL-88B for the loading and delivery of the gasotransmitter carbon monoxide” Chem. Eur. J. 19 (2013) 6785-6790.
M. Ma, A. Bétard, I, Schlytschkow, R. A. Fischer, N. Metzler-Nolte, „Iron-based Metal-Organic Frameworks MIL-88B and NH₂-MIL-88B: High Quality Microwave Synthesis and Solvent-induced Lattice
„Breathing”, Cryst. Growth. Des. 13 (2013) 2286–229.
H. B. Albada, P. Prochnow, S. Bobersky, S. Langklotz, J. E. Bandow, N. Metzler-Nolte. Short antibacterial peptides with significantly reduced hemolytic activity can be identified by a systematic L-to-D
exchange scan of their amino acid residues. ACS Comb. Sci. 15 (2013) 585-592
M. Wenzel, M. Patra, C. H. R. Senges, I. Ott, J. J. Stepanek, A. Pinto, P. Prochnow, N. Cuong Vuong, S.
Langklotz, N. Metzler-Nolte, J. E. Bandow. Target identification of potent antibacterial hetero-tri-organometallic compounds – a structurally new class of antibiotics. ACS Chem. Biol. 8 (2013) 1442-1450
A. Groß, D. Habig, N. Metzler-Nolte, Synthesis and Structure Activity Relationship Study of Organometallic Bioconjugates of the Cyclic Octapeptide Octreotate, ChemBioChem 14 (2013) 2472-2479.
M. Strack, N. Metzler-Nolte, H. B. Albada, C-Terminal Acetylene Derivatized Peptides via Silyl-Based
Alkyne Immobilization, Org. Lett. 15 (2013) 3126-3129.
F. Wieberneit, A. Korste, H. B. Albada, N. Metzler-Nolte, R. Stoll, Structural and biological implications
of the binding of Leu- enkephalin and its metal derivatives to opioid receptors, Dalton Trans. 42 (2013)
9799-9802.
S. M. Meier, M. Novak, W. Kandioller, M. A. Jakupec, V. B. Arion, N. Metzler-Nolte, B. K. Keppler, C. G.
Hartinger, “Identification of the Structural Determinants for Anticancer Activity of a Ruthenium Arene
Peptide Conjugate“ Chem. Eur. J. 19 (2013) 9297–9307.
R. Rubbiani, E. Schuh, A. Meyer, J. Lemke, J. Wimberg, N. Metzler-Nolte, F. Meyer, F. Mohr, I. Ott, “TrxR
Inhibition and Antiproliferative Activities of Structurally Diverse Gold N-Heterocyclic Carbene Complexes“ Med. Chem. Commun. 4 (2013) 942-948.
Karina Morgenstern
S. Heidorn, C. Bertram, J. Koch, K. Boom, F. Mathaei, A. Safiei, J. Henzl, K. Morgenstern, Influence of
Substrate Surface-Induced Defects on the Interface State between NaCl(100) and Ag(111), J.Phys.
Chem. C 117 (2013) 16095-16103.
M. Mehlhorn, S. Schnur, A. Groß, K. Morgenstern, Molecular-Scale Imaging of Water Near Charged
Surfaces, ChemElectroChem 0000, 00, (2013) 1–6.
K. Morgenstern, N. Lorente, K.-H. Rieder, Controlled manipulation of single atoms and small molecules using the scanning tunnelling microscope, Phys. Status Solidi B, 1–81 (2013) / DOI 10.1002/
pssb.201248392.
58
Anja-Verena Mudring
T. Alammar, H. Noei, Y. Wang, A.-V. Mudring, Mild yet phase-selective preparation of TiO2 nanoparticles
from ionic liquids-a critical, Nanoscale 5 (2013) 8045-8050.
D. König, K. Richter, A. Siegel, A.-V. Mudring, A. Ludwig, High-throughput fabrication of binary alloy
nanoparticle libraries by combinatorial sputtering in ionic liquids, Adv. Func. Mat. (2013)
M. Yang, K. Stappert, A.-V. Mudring, Bis-cationic ionic liquids, J. Mat. Chem. C (2013)
C. Lorbeer, J. Cybinska, A.-V. Mudring, The superior quantum cutting efficiency of only at the nanoscale
stable trigonal phase GdF3:Eu, J. Mat. Chem. C (2013) DOI:10.1039/C3TC31662A.
S. Schulz, S. Heimann, K. Kaiser, W. Assenmacher, T. Brüggemann, B. Mallick, A.-V. Mudring, Solution
based synthesis of GeTe octahedra at low temperatures, Inorg. Chem. 52 (2013) 14326-14333.
A. Metlen, B. Mallick, R.W. Murphy, A.-V. Mudring, R.D. Rogers, Phosphonium Chloromercurate Room
Temperature Ionic Liquids of Variable Composition, Inorg. Chem. 52 (2013) 13997-14009.
C. Walbaum, M. Richter, U. Sachs, I. Pantenburg, S. Riedel, A.-V. Mudring, G. Meyer, Iodine-iodine bonding makes tetra(diiodide)chloride, [Cl(I2)4]-, planar, Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 12732-12735.
T. Alammar, H. Noei, Y. Wang, A.-V. Mudring, Mild yet phase-selective preparation of TiO2 nanoparticles
from ionic liquids – a critical study, Nanoscale 5 (2013) 8045-8055.
M. Yang, B. Mallick, A.-V. Mudring, On the mesophase formation of 1,3-dialkylimidazolium ionic liquids,
Cryst. Growth Des. 13 (2013) 3068-3077.
S. Laufer, S. Strobel, T. Schleid, J. Cybinska, A.-V. Mudring, I. Hartenbach, Yttrium(III) oxomolybdates(VI)
as potential host materials for luminescence applications: an investigation of Eu3+-doped Y2[MoO4]3
and Y2[MoO4]2[Mo2O7], N. J. Chem. 37 (2013) 1919-1926.
C. Lorbeer, A.-V. Mudring, Ionic Liquid-Assisted Route to Nanocrystalline Single-Phase Phosphors for
White Light Emitting Diodes, ChemSusChem 6 (2013) 2382-2387.
C. Lorbeer, A.-V. Mudring, White Light Emitting Single Phosphors via Triply Doped LaF3 Nanoparticles,
J. Phys. Chem. C, 2013, 12229-12238.
Q. Ju, A.-V. Mudring, Phase and Morphology Selective Interface-Assisted Synthesis of Highly Luminescent Ln3+-doped NaGdF4 Nanorods, RSC Advances 3 (2013) 8172-8175
K. Richter, P. S. Campbell, T. Bäcker, A. Schimitzek, D. Yaprak, A.-V. Mudring, Ionic Liquids for the Synthesis of Nanoparticles, physica status solidi b 250 (2013) 1152-1164.
P. S. Campbell, C. Lorbeer, J. Cybinska, A.-V. Mudring, One-Pot Synthesis of Luminescent Polymer-Nanoparticle Composites from Task-Specific Ionic Liquids, Adv. Funct. Mater. 23 (2013) 29242931.
I.S. Helgadottir, P.P. Arquillière, P. Bréa, C.C. Santini, P.-H. Haumesser, K. Richter, A.-V. Mudring, M. Aouine: Synthesis of bimetallic nanoparticles in ionic liquids: Chemical routes vs physical vapor deposition,
Microelectronic Engineering 107 (2013) 229-232.
59
Q. Ju, P.S. Campbell, A.-V. Mudring: Interface-assisted ionothermal synthesis, phase tuning, surface
modification and bioapplication of Ln3+-doped NaGdF4 nanocrystals, J. Mater. Chem. B 1 (2013) 179185.
A.M. Hanu, S. Kareth, B. Mallick, A. Mudring, M. Petermann, The influence of scCO2, ultrasound and IL
type on gelation time of silica ionogels, Proceeding of 6th International Symposium on High Pressure
Processes Technology, Belgrade, Serbia, September 2013
Martin Muhler
E. Ventosa, W. Xia, S. Klink, F. La Mantia, B. Mei, M. Muhler, W. Schuhmann, Ammonia-annealed TiO2 as
negative electrode material in Li-ion batteries: N-doping or oxygen deficiency? Chem. Eur. J. 19 (2013)
14194-14199.
Z. Sun, S. Pöller, X. Huang, D. Guschin, C. Taetz, P. Ebbinghaus, J. Masa, A. Erbe, A. Kilzer, W. Schuhmann, M. Muhler, High-yield exfoliation of graphite in acrylate polymers: a stable few-layer graphene
nanofluid with enhanced thermal conductivity, Carbon 64 (2013) 288-294.
Z. Sun, N. Dong, K. Wang, D. König, T. Chikka Nagaiah, M. D. Sánchez, A. Ludwig, X. Cheng, W. Schuhmann, J. Wang, M. Muhler, Ag-stabilized few-layer graphene dispersions in low boiling point solvents
for versatile nonlinear optical applications, Carbon 62 (2013) 182-192.
Z. Sun, N. Dong, K. Xie, W. Xia, D. König, T. Nagaiah, M. Sánchez, P. Ebbinghaus, A. Erbe, X. Zhang, A.
Ludwig, W. Schuhmann, J. Wang, M. Muhler, Nanostructured few-layer graphene with superior optical
limiting properties fabricated by a catalytic steam etching process, J. Phys. Chem. C, 117 (2013)
11811-11817.
J. Masa, A. Zhao, W. Xia, Z. Sun, B. Mei, M. Muhler, W. Schuhmann, Trace metal residues promote the
activity of supposedly metal-free nitrogen-modified carbon catalysts for the oxygen reduction reaction,
Electrochem. Comm. 34 (2013) 113-116.
A. Zhao, J. Masa, M. Muhler, W. Schuhmann, W. Xia, N-doped carbon synthesized from N-containing
polymers as metal-free catalysts for the oxygen reduction under alkaline conditions, Electrochim. Acta
98 (2013) 139-145.
R. Haddad, W. Xia, D. A. Guschin, S. Pöller, M. Shao, J. Vivekananthan, M. Muhler, W. Schuhmann, Carbon cloth/carbon nanotube electrodes for biofuel cells development, Electroanalysis 25 (2013) 59-67.
B. Mei, Ch. Wiktor, S. Turner, A. Pougin, G. van Tendeloo, R. A. Fischer, M. Muhler, J. Strunk, “Evidence
for Metal Support Interactions in Au modified TiOx/SBA-15 materials prepared by photo-deposition”,
ACS Catalysis 3 (2013) 3041-3049.
M. Ma, H. Noei, B. Mienert, J. Niesel, E. Bill, M. Muhler, R.A. Fischer, Y. Wang, U. Schatzschneider, N.
Metzler-Nolte, “Iron metal-organic frameworks MIL-88B and NH2-MIL-88B for the loading and delivery
of the gasotransmitter carbon monoxide” Chem. Eur. J. 19 (2013) 6785-6790.
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A. Fischer, Y. Wang,
CO adsorption on HKUST-analogous mixed-valence ruthenium metal-organic framework studied by
UHV-FTIR spectroscopy and DFT calculations“ J. Phys. Chem. C. 2013, 117, 5658-5666.
S. Neubert, P. Pulisova, C. Wiktor, P. Weide, B. Mei, D. A. Guschin, R.A. Fischer, M. Muhler, R. Beranek,
Enhanced photocatalytic degradation rates at rutile TiO2 photocatalysts modified with redox co-catalysts, Catalysis Today, DOI: 10.1016/j.cattod.2013.11.046.
60
S. Neubert, A. Ramakrishnan, J. Strunk, H. Shi, B. Mei, L. Wang, M. Bledowski, D. A. Guschin, M. Kauer,
Y. Wang, M. Muhler, R. Beranek, Surface-Modified TiO2 Photocatalysts Prepared by a Photosynthetic
Route: Mechanism, Enhancement, and Limits, ChemPlusChem, DOI: 10.1002/cplu.201300277.
B. Mei, H. Byford, M. Bledowski, L. Wang, J. Strunk, M. Muhler, R. Beranek, Beneficial effect of Nb
doping on the photoelectrochemical properties of TiO2 and TiO2-polyheptazine hybrids, Sol. Energy
Mater. Sol. Cells 117 (2013) 48-53.
V. Schott, H. Oberhofer, A. Birkner, M. Xu, Y. Wang, M. Muhler, K. Reuter, C. Wöll, Chemical Activity of
Thin Oxide Layers: Strong Interactions with the Support Yield a New Thin-Film Phase of ZnO, Angew.
Chem. Intern. Ed. 52 (2013) 11925-11929.
V. Schott, H. Oberhofer, A. Birkner, M. Xu, Y. Wang, M. Muhler, K. Reuter, C. Wöll, Chemische Aktivität
von dünnen Oxidschichten: Starke Träger-Wechselwirkungen ergeben eine neue ZnO-Dünnfilmphase,
Angew. Chem. 125 (2013) 12143-12147.
W. Grünert, H. Gies, M. Muhler, S. Polarz, C.W. Lehmann, D. Großmann, M. van den Berg, O.P. Tkachenko, A. De Toni, I. Sinev, M. Bandyopadhyay, V. Narkhede, A. Dreier, K.V. Klementiev, A. Birkner, and E.
Löffler, Metal–supported catalysts encapsulated in mesoporous solids: Challenges and opportunities
of a model concept, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1081-1093.
A. Zychma, R. Wansing, V. Schott, U. Köhler, C. Wöll, M. Muhler, A. Birkner, Elucidating elementary processes at Cu/ZnO interfaces: A microscopical approach, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1071-1080.
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, S. Bureekaew, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A.
Fischer, Y. Wang, CO adsorption on a mixed-valence ruthenium metal-organic framework studied by
UHV-FTIR spectroscopy and DFT calculations, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 5658–5666.
M. Farnesi Camellone, J. Zhao, L. Jin, Y. Wang, M. Muhler, D. Marx , Molecular understanding of
reactivity and selectivity for methanol oxidation at the Au/TiO2 interface, Angew. Chem. 125 (2013)
5892-5896; Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 5780-5784.
H. Noei, L. Jin, H. Qiu, M. Xu, Y. Gao, M. Kauer, C. Wöll, M. Muhler, Y. Wang, Vibrational spectroscopic
studies on pure and metal-covered metal oxide surfaces, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1204-1221.
F.E. Oropeza, B. Mei, I. Sinev, M. Muhler, J. Strunk, “Effect of Sn surface states on the photocatalytic
activity of anatase TiO2”, Appl. Catal B: Environmental 140-141 (2013) 51-59.
M. Behrens, G. Lolli, N. Muratova, I. Kasatkin, M. Hävecker, R. Naumann d‘Alnoncourt, O. Storcheva, K.
Köhler, M. Muhler, R. Schlögl, The effect of Al-doping on ZnO nanoparticles applied as catalyst support,
Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 1374-1381
P. Chen, L. Chew, A. Kostka, M. Muhler, W. Xia, The structural and electronic promoting effect of nitrogen-doped carbon nanotubes on supported Pd nanoparticles for selective olefin hydrogenation, Catal.
Sci. Technol. 3 (2013) 1964-1971.
K. Kähler, M.C. Holz, M. Rohe, A.C. van Veen, M. Muhler, Methanol oxidation as probe reaction for active
sites in Au/ZnO and Au/TiO2 catalysts, J. Catal. 299 (2013) 162-170.
P. Chen, L. Chew, A. Kostka, K. Xie, M. Muhler, W. Xia, Purified oxygen- and nitrogen-modified multi-walled carbon nanotubes as metal-free catalysts for selective olefin hydrogenation, Journal of Energy
Chemistry 22 (2013) 312-320.
61
J. Schartner, J. Güldenhaupt, B. Mei, M. Rögner, M. Muhler, K. Gerwert, C. Kötting, Universal Method for
Protein Immobilization on Chemically Functionalized Germanium Investigated by ATR-FTIR Difference
Spectroscopy, J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 479-487.
M. Pang, X. Wang, W. Xia, M. Muhler, C. Liang, Mo(VI)–Melamine Hybrid As Single-Source Precursor to
Pure-Phase β-Mo2C for the Selective Hydrogenation of Naphthalene to Tetralin, Ind. Eng. Chem. Res.
52 (2013) 4564-4571.
X. Iwanowa, J. Strunk, E. Löffler, M. Muhler, K. Merz, Surface reaction of 2-propanol on modified Keggin
type polyoxometalates: In situ IR spectroscopic investigation of the surface acid-base properties, Phys.
Status Solidi A 250 (2013) 1165-1173.
D. Heeskens, P. Aghaei, S. Kaluza, J. Strunk, M. Muhler, Selective oxidation of ethanol in the liquid
phase over Au/TiO2, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1107-1118.
M.C. Holz, K. Kähler, K. Tölle, A.C. van Veen, M. Muhler, Gas-phase oxidation of 2-propanol over Au/TiO2
catalysts to probe metal-support interactions, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1094-1106
M.J. Becker, W. Xia, K. Xie, A. Dittmer, K. Voelskow, T. Turek, M. Muhler, Separating the initial growth
rate from the rate of deactivation in the growth kinetics of multi-walled carbon nanotubes from ethene
over a cobalt-based bulk catalyst in a fixed-bed reactor, Carbon 58 (2013) 107-115.
E. Ventosa, B. Mei, W. Xia, M. Muhler, W. Schuhmann, TiO2(B)/Anatase Composites Synthesized by
Spray Drying as High Performance Negative Electrode Material in Li-Ion Batteries, ChemSusChem 6
(2013) 1312-1315.
Z. Shao, M. Pang, W. Xia, M. Muhler, C. Liang, Creation of surface defects on carbon nanofibers by
steam treatment, J. Energy Chem. 22 (2013) 804-810.
R.W. Gosselink, W. Xia, M. Muhler, K.P. de Jong, J.H. Bitter, Enhancing the Activity of Pd on Carbon
Nanofibers for Deoxygenation of Amphiphilic Fatty Acid Molecules through Support Polarity, ACS
Catal. 3 (2013) 2397-2402.
K. Xie, M. Muhler, W. Xia, Influence of Water on the Initial Growth Rate of Carbon Nanotubes from Ethylene over a Cobalt-Based Catalyst, Ind. Eng. Chem. Res 52 (2013) 14081-14088.
K. Voelskow, L. Nickelsen, M. J. Becker, W. Xia, M. Muhler, U. Kunz, A. P. Weber, T. Turek, Optical investigation of carbon nanotube agglomerate growth on single catalyst particles, Chem. Eng. J. 234 (2013)
74-79.
Christian W. Müller
C. W. Müller, Einzelkonformationsspektroskopie, GIT Labor-Fachzeitschrift 5 (2013) 291–293.
Marcus Petermann
V. López López, M. Petermann, CO2-Abtrennung mittels ionischer-Flüssigkeits-basierter Lösungen,
Chemie Ingenieur Technik 85 (9), (2013), 1419
A.M. Hanu, S. Kareth, B. Mallick, A. Mudring, M. Petermann, The influence of scCO2, ultrasound and IL
type on gelation time of silica ionogels, Proceeding of 6th International Symposium on High Pressure
Processes Technology, Belgrade, Serbia, September 2013
62
I. Bochon, S. Kareth, A. Kilzer, M. Petermann, Synthesis and Powder Generation of a Powder Coating
Binder using Supercritical CO2 , 6th International Symposium on High Pressure Processes Technology,
Belgrade, 8.-11. September 2013
D. Borosa, S. Kareth, A. Kilzer, M. Petermann, Investigation of Mass Transfer- and Particle-Formation
Mechanisms at Acoustically Levitated Droplets Under High Pressure, 6th International Symposium on
High Pressure Processes Technology, Belgrade, 8.-11. September 2013
J. Brinkmann, S. Kareth, M. Petermann, High pressure equipment for in-situ density and surface tension measurements, 6th International Symposium on High Pressure Processes Technology, Belgrade,
8.-11. September 2013
Nicolas Plumeré
T. Kothe, N. Plumeré, A. Badura, M. M. Nowaczyck, D. A. Guschin, M. Rögner, W. Schuhmann, Die Kombination einer auf Photosystem 1 basierenden Photokathode und einer auf Photosystem 2 basierenden
Photoanode zu einem Z-Schema-Analogon für biophotovoltaische Anwendungen, Angew. Chem. 125
(2013) 14483-14486. A Photosystem 1 based photocathode and a Photosystem 2 based photoanode
combined to a Z-scheme-mimic for biophotovoltaics. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 14233-14236.
A. Sode, M. Nebel, P. Pinyou, S. Schmaderer, J. Szeponik, N. Plumeré, W. Schuhmann, Determination of
temperature gradients with micrometric resolution by local open circuit potential measurements at a
scanning ultramicroelectrode, Electroanalysis 25 (2013) 2084-2091.
W. H. Campbell, J. Henig, N. Plumeré, Affinity binding via Zinc(II) for controlled orientation and electrochemistry of Histidine-tagged nitrate reductase in self-assembled monolayers, Bioelectrochemistry
93, (2013) 46-50.
N. Plumeré, Interferences from oxygen reduction reactions in bioelectroanalytical measurements: the
case study of nitrate and nitrite biosensors. Analytical and Bioanalytical Chemistry 405 (11) (2013)
3731-3738.
Wolfram Sander
M. Sajid, A. Lawzer, W. Dong, C. Rosorius, W. Sander, B. Schirmer, S. Grimme, C. G. Daniliuc, G. Kehr, G.
Erker, Carbonylation Reactions of Intramolecular Vicinal Frustrated Phosphine / Borane Lewis Pairs, J.
Am. Chem. Soc. 135 (2013), 18567-18574.
F. Li, K. Bravo-Rodriguez, M. Fernandez-Oliva, J. M. Ramirez-Anguita, K. Merz, M. Winter, C. W. Lehmann, W. Sander, E. Sanchez-Garcia, Stereochemistry Rules: A Single Stereocenter Changes the
Conformation of a Cyclic Tetrapeptide, J. Phys Chem. B 117 (2013), 10785-10791.
S. V. Chapyshev, D. V. Korchagin, P. Neuhaus, W. Sander, High-spin intermediates of the photolysis of
2,4,6-triazido-3-chloro-5-fluoropyridine, Beilstein J. Org. Chem. 9 (2013), 733-742.
F. Li, K. Bravo-Rodriguez, C. Phillips, R. W. Seidel, F. Wieberneit, R. Stoll, N. L. Doltsinis, E. Sanchez-Garcia, W. Sander, Conformation and Dynamics of a Cyclic Disulfide-Bridged Peptide: Effects of Temperature and Solvent, J. Phys. Chem. B 117 (2013), 3560-3570.
G. Desiraju, M. A. Johnson, W. Sander, Aggregation of Small Molecules: From Dimers to Crystals,
ChemPhysChem. 14 (2013), 631-633.
63
M. J. Smith, S. Muller, W. Sander, G. Bucher, Mechanisms of the thermal decay of chlorpropham, J.
Hazard. Mat. (2013), 246-247, 154-162.
R. Crespo-Otero, K. Bravo-Rodriguez, S. Roy, T. Bernighaus, W. Thiel, W. Sander, E. Sanchez-Garcia,
Interactions of Aromatic Radicals with Water, ChemPhysChem. 14 (2013), 805-811.
R. Crespo-Otero, A. Mardyukov, E. Sanchez-Garcia, M. Barbatti, W. Sander, Photochemistry of
N-Methylformamide: Matrix Isolation and Nonadiabatic Dynamics, ChemPhysChem. 14 (2013), 827836.
Rochus Schmid
O. Hyunchul, S. B. Kalidindi, Y. Um, S. Bureekaew, R. Schmid, R. A. Fischer, M. Hirscher, “A Cryogenically
Flexible Covalent Organic Framework for Efficient Hydrogen Isotope Separation by Quantum Sieving”,
Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 13219-13222.
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A. Fischer, Y. Wang,
“, CO adsorption on HKUST-analogous mixed-valence ruthenium metal-organic framework studied by
UHV-FTIR spectroscopy and DFT calculations“ J. Phys. Chem. C. 2013, 117, 5658-5666.
H. Noei, O. Kozachuk, S. Amirjalayer, S. Bureekaew, M. Kauer, R. Schmid, B. Marler, M. Muhler, R. A.
Fischer, Y. Wang, CO adsorption on a mixed-valence ruthenium metal-organic framework studied by
UHV-FTIR spectroscopy and DFT calculations, J. Phys. Chem. C 117 (2013) 5658–5666.
S. Bureekaew, S. Amirjalayer, M. Tafipolsky, C. Spickermann, T. K. Roy, R. Schmid, MOF-FF - A flexible
first principles derived Force Field for Metal-Organic Frameworks, Phys. Stat. Sol. B 250 (2013) 11281141.
S. Bureekaew, R. Schmid, Hypothetical 3D-Periodic Covalent Organic Frameworks: Exploring the Possibilities by a First Principles Derived Force Field, Cryst. Eng. Comm. 15 (2013) 1551-1562.
Wolfgang Schuhmann
T. Kothe, N. Plumeré, A. Badura, M. M. Nowaczyck, D. A. Guschin, M. Rögner, W. Schuhmann, Die Kombination einer auf Photosystem 1 basierenden Photokathode und einer auf Photosystem 2 basierenden
Photoanode zu einem Z-Schema-Analogon für biophotovoltaische Anwendungen, Angew. Chem. 125
(2013) 14483-14486. A Photosystem 1 based photocathode and a Photosystem 2 based photoanode
combined to a Z-scheme-mimic for biophotovoltaics. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 14233-14236.
M. Nebel, S. Grützke, N. Diab, A. Schulte, W. Schuhmann, Microelectrochemical visualization of oxygen
consumption of single living cells, Faraday Disc., 164 (2013) 19-32.
J. B. Henry, A. Maljusch, J. Tymoczko, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka, Preparation of thin film
Cu-Pt(111) near-surface alloys: one small step towards up-scaling model single crystal surfaces,
Electrochim. Acta 112 (2013) 887-893.
J. Masa, K. Ozoemena, W. Schuhmann, J. H. Zagal, in “Electrocatalysis in Fuel Cells. A Non and Low
Platinum Approach”. Lecture Notes in Energy, Vol. 9 (M. Shao, ed.), Fundamental studies on the
electrocatalytic properties of metal macrocyclics and other complexes for the electroreduction of O2.
(http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4471-4911-8_7), Springer, 2013 , pp 157-212.
64
A. Badalyan, E. G. Yoga, V. Schwuchow, S. Pöller, W. Schuhmann, S. Leimkühler, U. Wollenberger, Analysis of the interaction of the molybdenum hydroxylase PaoABC from Escherichia coli with positively and
negatively charged metal complexes, Electrochem. Commun. 37 (2013) 5-7.
S. Pöller, M. Shao, C. Sygmund, R. Ludwig, W. Schuhmann, Low potential biofuel cell anodes based on
redox polymers with covalently bound phenothiazine derivatives for wiring FAD-dependent enzymes,
Electrochim. Acta 110 (2013) 152–158.
M. Huang, A. Maljusch, F. Calle-Vallejo, J.B. Henry, M.T.M. Koper, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka,
Electrochemical formation and surface characterisation of Cu2-xTe thin films with adjustable content
of Cu, RSC Adv. 44 (2013) 21648-21654.
T. Chikka Nagaiah, D. Schäfer, W. Schuhmann, N. Dimcheva, Electrochemically deposited Pd-Pt and
Pd-Au co-deposits on graphite electrodes for electrocatalytic H2O2 reduction, Anal. Chem. 85 (2013)
7897-7903.
E. Ventosa, W. Xia, S. Klink, F. La Mantia, B. Mei, M. Muhler, W. Schuhmann, Ammonia-annealed TiO2 as
negative electrode material in Li-ion batteries: N-doping or oxygen deficiency? Chem. Eur. J. 19 (2013)
14194-14199.
A. Sode, M. Nebel, P. Pinyou, S. Schmaderer, J. Szeponik, N. Plumeré, W. Schuhmann, Determination of
temperature gradients with micrometric resolution by local open circuit potential measurements at a
scanning ultramicroelectrode, Electroanalysis 25 (2013) 2084-2091.
G. Zampardi, E. Ventosa, F. La Mantia, W. Schuhmann, In-situ visualization of Li-ion intercalation and
formation of the solid electrolyte interphase on TiO2 based paste electrodes using scanning electrochemical microscopy, Chem. Comm. 49 (2013) 9347-9349.
Z. Sun, S. Pöller, X. Huang, D. Guschin, C. Taetz, P. Ebbinghaus, J. Masa, A. Erbe, A. Kilzer, W. Schuhmann, M. Muhler, High-yield exfoliation of graphite in acrylate polymers: a stable few-layer graphene
nanofluid with enhanced thermal conductivity, Carbon 64 (2013) 288-294.
S. Pöller, D. Koster, W. Schuhmann, Stabilizing redox polymer films by electrochemically induced crosslinking, Electrochem. Commun. 34 (2013) 327-330.
Z. Sun, N. Dong, K. Wang, D. König, T. Chikka Nagaiah, M. D. Sánchez, A. Ludwig, X. Cheng, W. Schuhmann, J. Wang, M. Muhler, Ag-stabilized few-layer graphene dispersions in low boiling point solvents
for versatile nonlinear optical applications, Carbon 62 (2013) 182-192.
M. Shao, M. Nadeem Zafar, M. Falk, R. Ludwig, C. Sygmund, C. K. Peterbauer, D. A. Guschin, D. Leech, S.
Shleev, W. Schuhmann, L. Gorton, Optimization of a membrane-less glucose/oxygen enzymatic biofuel
cell based on a bioanode with high coulombic efficiency and current density, ChemPhysChem 13
(2013) 2260-2269.
M. Gebala, F. La Mantia, W. Schuhmann, Kinetic and thermodynamic hysteresis imposed by intercalation of proflavine in ferrocene-modified double stranded DNA, ChemPhysChem 13 (2013) 2208-2216.
L. Stratmann, M. Gebala, W. Schuhmann, A chemical lift-off process. Removing non-specific adsorption
in an electrochemical Epstein-Barr-Virus immunoassay, ChemPhysChem 13 (2013) 2198-2207.
J. Masa, W. Schuhmann, Systematic selection of metalloporphyrin based catalysts for oxygen reduction by modulation of the donor-acceptor intermolecular hardness, Chem. Eur. J. 29 (2013) 9644-9654.
65
J. Tymoczko, W. Schuhmann, A.S. Bandarenka, A versatile electrochemical cell for the preparation and
characterisation of model electrocatalytic systems, Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 12998-13004.
Z. Sun, N. Dong, K. Xie, W. Xia, D. König, T. Nagaiah, M. Sánchez, P. Ebbinghaus, A. Erbe, X. Zhang, A.
Ludwig, W. Schuhmann, J. Wang, M. Muhler, Nanostructured few-layer graphene with superior optical
limiting properties fabricated by a catalytic steam etching process, J. Phys. Chem. C, 117 (2013)
11811-11817.
Y. M. Temerk, M. S. Ibrahim, M. Kotb, W. Schuhmann, Renewable pencil electrodes for highly sensitive
anodic stripping voltammetric determination of 3-hydroxyflavone and Morin in bulk form and in biological fluids, Electroanalysis 25 (2013) 1381-1387.
A. Vasilescu, W. Schuhmann, S. Gáspár, “Detection Challenges in Clinical Diagnostics” (P. Vadgama. S.
Peteu; eds.), Chapter 4. Recent progress in the electrochemical detection of disease-related biomarkers. pp. 89-128, RSC Cambridge, 2013, ISBN: 978-1-84973-612-1.
J. Masa, A. Zhao, W. Xia, Z. Sun, B. Mei, M. Muhler, W. Schuhmann, Trace metal residues promote the
activity of supposedly metal-free nitrogen-modified carbon catalysts for the oxygen reduction reaction,
Electrochem. Comm. 34 (2013) 113-116.
S. Intarakamhang, W. Schuhmann, A. Schulte, Robotic heavy metal anodic stripping voltammetry: ease
and efficacy for trace lead and cadmium electroanalysis, J. Solid. State Electrochem. 17 (2013) 15351542.
M. Nebel, S. Grützke, N. Diab, A. Schulte, W. Schuhmann, Visualisierung des O2-Verbrauchs einzelner
lebender Zellen mithilfe elektrochemischer Rastermikroskopie: der Einfluss der faradayschen Sondenreaktion. Angew. Chem. Int. Ed. 52 (2013) 6335-6338. Visualization of oxygen consumption of single
living cells by means of 4D shearforce-based constant-distance mode SECM: The influence of the tip
reaction, Angew. Chem. 125 (2013) 6460-6463.
S. Klink, D. Höche, F. La Mantia, W. Schuhmann, FEM modelling of a coaxial three-electrode test cell
for electrochemical impedance spectroscopy in lithium ion batteries, J. Power Sources, 240 (2013)
273-280.
A. Zhao, J. Masa, M. Muhler, W. Schuhmann, W. Xia, N-doped carbon synthesized from N-containing
polymers as metal-free catalysts for the oxygen reduction under alkaline conditions, Electrochim. Acta
98 (2013) 139-145.
D. Schäfer, A. Puschhof, W. Schuhmann, Electrochemical microscopy at variable temperatures, Phys.
Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 5215-5223.
A. S. Bandarenka, K. Eckhard, A. Maljusch, W. Schuhmann, Localized electrochemical impedance spectroscopy: visualization of spatial distributions of the key parameters describing solid / liquid interfaces,
Anal. Chem. 85 (2013) 2443-2448.
S. J. Kim, K. Xu, H. Parala, R. Beránek, M. Bledowski, K. Sliozberg, H.-W. Becker, D. Rogalla, D. Barreca,
C. Maccato, C. Sada, W. Schuhmann, R. A. Fischer, A. Devi, Intrinsic nitrogen-doped CVD-grown TiO2
thin films from all-N-coordinated Ti precursors for photoelectrochemical applications, Chem. Vap. Dep.
19 (2013) 45-52.
Y. M. Temerk, M. S. Ibrahim, M. Kotb, W. Schuhmann, Interaction of antitumor flavonoids with ds-DNA in
the absence and presence of Cu(II), Anal. Bioanal. Chem. 405 (2013) 3839-3846.
N. Glithero, C. Clark, L. Gorton, W. Schuhmann, N. Pasco, At-line measurement of lactose in dairy
processing plants, Anal. Bioanal. Chem. 405 (2013) 3791-3799.
66
P. Ó Conghaile, S. Pöller, D. MacAodha, W. Schuhmann, D. Leech, Coupling osmium complexes to
epoxy-functionalised polymers to provide mediated enzyme electrodes for glucose oxidation in physiological conditions, Biosens. Bioelectron. 43 (2013) 30–37.
M. Shao, S. Pöller, R. Ludwig, W. Schuhmann, A low-potential glucose biofuel cell anode based on a
novel toluidine blue modified redox polymer and the flavodehydrogenase domain of cellobiose dehydrogenase, Electrochem. Commun. 29 (2013) 59–62.
R. Haddad, W. Xia, D. A. Guschin, S. Pöller, M. Shao, J. Vivekananthan, M. Muhler, W. Schuhmann, Carbon cloth/carbon nanotube electrodes for biofuel cells development, Electroanalysis 25 (2013) 59-67.
U. Salaj-Kosla, S. Pöller, W. Schuhmann, S. Shleev, E. Magner, Direct electron transfer of Trametes
hirsuta laccase adsorbed at unmodified nanoporous gold electrodes, Bioelectrochem. 91 (2013) 15-20.
M. Nebel, S. Neugebauer, K. Eckhard, W. Schuhmann, Ring-disk microelectrodes for simultaneous
constant-distance and constant-current mode scanning electrochemical microscopy, Electrochem.
Commun. 27 (2013) 160–163.
J. Tymoczko, W Schuhmann, A S. Bandarenka, The constant phase element reveals 2D phase transitions in adsorbate layers at the electrode/electrolyte interfaces, Electrochem. Commun. 27 (2013)
42–45.
A. Dobrzeniecka, A. Zeradjanin, J. Masa, A. Puschhof, J. Stroka, P. J. Kulesza, W. Schuhmann, Catal.
Application of SECM in tracing of hydrogen peroxide at multicomponent non-noble electrocatalyst
films for the oxygen reduction reaction, Today 202 (2013) 55-62.
M. Shao, M. N. Zafar, D. A. Guschin, R. Ludwig, C. K. Peterbauer, W. Schuhmann, L. Gorton, Mutual
enhancement of the current density and the coulombic efficiency for a bioanode by entrapping bi-enzymes with Os-complex modified electrodeposition paints, Biosens. Bioelectron. 40 (2013) 308-314.
M. Gębala, F. La Mantia, W. Schuhmann, “Modulation of the electron transfer rate of DNA bound ferrocene moieties imposed by intercalation”, ChemPhysChem 14 (2013) 2208-2216.
E. Ventosa, B. Mei, W. Xia, M. Muhler, W. Schuhmann, TiO2(B)/Anatase Composites Synthesized by
Spray Drying as High Performance Negative Electrode Material in Li-Ion Batteries, ChemSusChem 6
(2013) 1312-1315.
Michael Seitz
V. Sharma, F. Böhm, M. Seitz, G. Schwaab, M. Havenith, From Solvated Ions to Ion-Pairing: A THz Study
of Lanthanum(III) Hydration, Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (2013) 8383-8391
T. Güden-Silber, K. Klein, M. Seitz, 4,4‘-Bis(trifluoromethyl)-2,2‘-Bipyridine - A Multipurpose Ligand
Scaffold for Lanthanoid-Based Luminescence / 19F NMR Probes, Dalton Trans. 42 (2013) 1388213888.
J. Wahsner, M. Seitz, Perdeuterated 2,2-Bipyridine-6,6-dicarboxylate: An Extremely Efficient Sensitizer
for Thulium Luminescence in Solution, Inorg. Chem. 52 (2013) 13301-13303.
67
Jennifer Strunk
B. Mei, Ch. Wiktor, S. Turner, A. Pougin, G. van Tendeloo, R. A. Fischer, M. Muhler, J. Strunk, “Evidence
for Metal Support Interactions in Au modified TiOx/SBA-15 materials prepared by photo-deposition”,
ACS Catalysis 3 (2013) 3041-3049.
S. Neubert, A. Ramakrishnan, J. Strunk, H. Shi, B. Mei, L. Wang, M. Bledowski, D. A. Guschin, M. Kauer,
Y. Wang, M. Muhler, R. Beranek, Surface-Modified TiO2 Photocatalysts Prepared by a Photosynthetic
Route: Mechanism, Enhancement, and Limits, ChemPlusChem, DOI: 10.1002/cplu.201300277.
B. Mei, H. Byford, M. Bledowski, L. Wang, J. Strunk, M. Muhler, R. Beranek, Beneficial effect of Nb
doping on the photoelectrochemical properties of TiO2 and TiO2-polyheptazine hybrids, Sol. Energy
Mater. Sol. Cells 117 (2013) 48-53.
F.E. Oropeza, B. Mei, I. Sinev, M. Muhler, J. Strunk, “Effect of Sn surface states on the photocatalytic
activity of anatase TiO2”, Appl. Catal B: Environmental 140-141 (2013) 51-59.
B. Mei, A. Pougin, J. Strunk, „Influence of photodeposited gold nanoparticles on the photocatalytic
activity of titanate species in the reduction of CO2 to hydrocarbons”, J. Catal. 306 (2013) 184-189.
X. Iwanowa, J. Strunk, E. Löffler, M. Muhler, K. Merz, Surface reaction of 2-propanol on modified Keggin
type polyoxometalates: In situ IR spectroscopic investigation of the surface acid-base properties, Phys.
Status Solidi A 250 (2013) 1165-1173.
D. Heeskens, P. Aghaei, S. Kaluza, J. Strunk, M. Muhler, Selective oxidation of ethanol in the liquid
phase over Au/TiO2, Phys. Status Solidi A 250 (2013) 1107-1118.
Michael Wark
R. Marschall, J. Soldat, G. W. Busser, M. Wark, „Enhanced photocatalytic hydrogen generation from
Barium tantalate composites“, Photochem. Photobiol. Sci. 12 (2013) 671-677.
L. Schwertmann, M. Wark, R. Marschall, “Sol–gel synthesis of defect-pyrochlore structured CsTaWO6
and the tribochemical influences on photocatalytic activity”, RSC Adv. 3 (2013) 18908-18915.
P. Wang, P. Chen, A. Kostka, R. Marschall, M. Wark, “Control of phase coexistence in calcium tantalate
composite photo-catalysts for highly efficient hydrogen production”, Chem. Mater. 25 (2013) 47394745.
O. Merka, D.W. Bahnemann, M. Wark, Improved Photocatalytic Hydrogen Production by Structure Optimized Non-Stoichiometric Y2Ti2O7, ChemCatChem 4 (2012) 1819-1827.
B. Seelandt, M. Wark, Electrodeposited Prussian Blue in mesoporous TiO2 as electrochromic hybrid
material, Microporous Mesoporous Mater. 164 (2012) 67-70.
E. Ebner, D. Burow, J. Panke, A. Börger, A. Feldhoff, P. Atanassova, J. Valenciano, M. Wark, E. Rühl,
Carbon blacks for lead-acid batteries in micro-hybrid applications – Studied by transmission electron
microscopy and Raman spectroscopy, J. Power Sources 222 (2013), 554-560.
O. Merka, O. Raisch, F. Steinbach, D.W. Bahnemann, M. Wark, Effects of Non-Stoichiometry and Cocatalyst Loading on the Photocatalytic Hydrogen Production with (Y1.5Bi0.5)1-xTi2O7-3x and (YBi)1xTi2O7-3x Pyrochlores, J. Am. Ceram. Soc. 96 (2013) 634 – 642.
68
C. Dunkel, M. Wark, T. Oekermann, R. Ostermann, B.M. Smarsly, Electrodeposition of zinc oxide on
transparent conducting metal oxide nanofibers and its performance in dye sensitized solar cells, Electrochimica Acta 90 (2013) 375-381.
J. Du, F. Bittner, D.S. Hecht, C. Ladous, J. Ellinger, T. Oekermann, M. Wark, A carbon nanotubes-based
transparent conductive substrate for flexible ZnO dye-sensitized solar cells
Thin Solid Films 531 (2013) 391-397.
M. Feyand, Ch. F. Seidler, C. Deiter, A. Rothkirch, A. Lieb, M. Wark, N. Stock, High-throughput microwave-assisted discovery of new metal phosphonates, Dalton Trans. 42 (2013) 8761-8770.
E. Ebner, D. Burow, A. Boerger, M. Wark, P. Atanassova, J. Valenciano, Carbon blacks for the extension
of the cycle life in flooded lead acid batteries for micro-hybrid applications, J. Power Sources 239
(2013) 483-489.
S. Sallard, M. Schröder, C. Boissiere, C. Dunkel, M. Etienne, A. Walcarius, T. Oekermann, M. Wark, B.M.
Smarsly, Bimodal mesoporous titanium dioxide anatase films templated by a block polymer and an
ionic liquid: influence of the porosity on the permeability, RSC Nanoscale 5 (2013) 12316-12329.
O. Merka, D.W. Bahnemann, M. Wark, Photocatalytic Hydrogen Production with Non-stoichiometric
Pyrochlore Bismuth Titanate, Catal. Today (2013), im Druck, DOI: 10.1016/j.cattod.2013.09.009.
Eckhard Weidner
M. Renner, E. Weidner, H. Geihsler, Cleantan – Chromium Tanning without Chromium and Water Residues. August 2013 Vol. CVIII, No. 8 JALCA 108(8) (2013), 289-318
E. Weidner, A. Kraft, A. Grevé, R. Broucek, Method for producing fatty acid esters of monovalent or
polyvalent alcohols using special hydroxy-functional quaternary ammonium compounds as catalysts,
US Patent 8,598,377
E. Weidner, A. Kraft , A. Grevé, R. Broucek, EP 2 346 972, Katalytisches Verfahren zur Herstellung von
Fettsäureestern ein- oder mehrwertiger Alkohole unter Verwendung spezieller Amphotenside, Tag der
Erteilung: 02.01.2013
M. Renner, E. Weidner, H. Geihsler, EP 2 421 995, Verfahren zur Gerbung von Tierhäuten, Tag der
Erteilung: 30.01.2013
E. Weidner, Materials processing by CO2 Powderization, Impregnation – Achievements/Challenges/
Savings, Workshop on Supercritical Fluids and Energy
December 8th to 11th, 2013, Campinas - Brazil
69
KONTAKT / IMPRESSUM
CONTACT / LEGAL NOTICE
RUHR-UNIVERSITÄT BOCHUM
RESEARCH DEPARTMENT
INTERFACIAL SYSTEMS CHEMISTRY
NC 02/168
Universitätsstraße 150
D-44801 Bochum
www.rub.de/ifsc
CONTACT PERSONS
Speaker
Prof. Dr. Anja-Verena Mudring
Phone: +49 (0)234 - 32 27408
E-Mail: [email protected]
Department Manager
Dr. Sabine Borgmann
Phone: +49 (0)234 32-24374
E-Mail: [email protected]
Lab Manager
Lisa Feldhaus
Phone: +49 (0)234 32-27344
E-Mail: [email protected]
RESEARCH DEPARTMENT
Interfacial Systems Chemistry
72