(openPR) Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) am Montag, 16. Juni 2025, bekanntgegeben hat, verlängert sie die Förderung des Graduiertenkollegs (GRK) 2620 „Ion Pairs in ReAction: Ionenpaareffekte in molekularer Reaktivität“ aus der Chemie der Universität Regensburg. Das Kolleg „Ion Pair Effects in Molecular Reactivity“, an dem auch eine Wissenschaftlerin aus der Informatik der Universität Regensburg und eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) beteiligt sind, wurde von der Forschungsgemeinschaft positiv begutachtet und kann somit in die zweite Förderperiode von weiteren viereinhalb Jahren starten. „Graduiertenkollegs sind ein wesentlicher Baustein in einer international erfolgreichen Forschung von Early Career Scientists. Das bewilligte Projekt überzeugt durch fachliche Exzellenz und interdisziplinäre Zusammenarbeit. Ich gratuliere allen beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zur Verlängerung und freue mich, dass die erfolgreiche Forschungsarbeit fortgesetzt werden kann“, erklärte Universitätspräsident Prof. Dr. Udo Hebel. „Wir freuen uns sehr, dass wir unsere sehr erfolgreiche und spannende Ionenpaarforschung in den nächsten viereinhalb Jahren fortsetzen können. Damit können wir nun unsere vielseitigen chemischen Ionenpaarkonzepte mit maschinellem Lernen und Hochdruckanalytik verknüpfen“ freute Sprecherin Prof. Dr. Ruth Gschwind und fügt an: „Ein großer Dank geht auch an unsere klugen und engagierten Doktorandinnen und Doktoranden, die unsere Gutachter begeistert haben.“ Das interdisziplinäre Ausbildungsprogramm des GRK konzentriert sich auf die individuelle Qualifizierung der Studierenden; dabei unterstützt ein strukturiertes GRK-Programm und eine projektorientierte exzellente Forschungsumgebung. „Transferierbare Ionenpaarkonzepte für die Vorhersage und Kontrolle von Strukturen, Reaktivitäten und Stereoselektivitäten im Rahmen einer exzellenten interdisziplinären Doktorandenausbildung zu erarbeiten“ – so beschreibt Sprecherin Prof. Dr. Ruth Gschwind die Vision ihres Kollegs, an dem weitere sieben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Regensburg (Chemie: Prof. Dr. Robert Wolf, Prof. Dr. Julia Rehbein, Prof. Dr. Patrick Nürnberger, Prof. Dr. Dominik Horinek, Prof. Dr. Burkhard König, Prof. Marcel Schorpp, Informatik: Prof. Merle Behr) und zwei Forscher der LMU München (Prof. Dr. Hendrik Zipse, Prof. Ivana Ivanović-Burmasović) beteiligt sind.
Über das GRK 2620 Ionenpaare sind in der Chemie allgegenwärtig, da jede heterolytische Reaktion und viele Einelektronenübertragungen Ionenpaare erzeugen. Des Weiteren bietet die elektrostatische Anziehung zwischen Gegenionen die stärksten Wechselwirkungsenergien aller zwischenmolekularen Kräfte, was in allen chemischen Disziplinen genutzt wird. Viele berühmte metallorganische Reagenzien sowie ganze Klassen von anorganischen Clustern sind Ionenpaare. Auch die Iminium- und Ionenpaar-Katalyse hat sich zu einem wichtigen Thema entwickelt. Jedoch bleibt die Vorhersage von Grundzustandsstrukturen, Zwischenstufen und Übergangszuständen von Ionenpaaren in Lösung eine Herausforderung. Zudem bilden Ionenpaare häufig Aggregate mit flexiblen Strukturen und diametralen Reaktivitäten. Daher ist der experimentelle Zugang zu Ionenpaarstrukturen und deren Reaktivitäten in Lösung sehr anspruchsvoll. Theoretische Berechnungen können diese nur schwierig vorhersagen und in Synthese oder Katalyse wird der Einfluss von Ionenpaaraggregaten oft übersehen. Die erste Phase des GRK konzentrierte sich auf die Bildung von Ionenpaaren, ihre Strukturen und Reaktivitäten. Bei allen Forschungsprojekten basierten die faszinierendsten und überraschendsten Ergebnisse auf Ionenpaaraggregaten, die größer waren als ein einzelnes Ionenpaar. Daher sollen nun die Strukturen solcher Ionenpaar-Aggregate, die Mechanismen für außergewöhnliche Reaktivitäten und Selektivitäten, die Vorhersage und das Design neuer Aggregate sowie der Transfer zu Synthese und Katalyse im Mittelpunkt der Fortsetzungsperiode stehen. Gleichzeitig war die Detektion, Struktur- und Reaktivitätsanalyse dieser Ionenaggregate selbst mit dem Methodenspektrum sehr herausfordernd. Deshalb werden nun Hochdrucktechniken und Kryo-MS sowie maschinelles Lernen mit einbezogen. Die in diesem GRK vertretenen chemischen Disziplinen bieten komplementäre Perspektiven, Methoden und Konzepte zur Untersuchung von Ionenaggregaten. Die grundlegenden physikalischen Wechselwirkungen sind jedoch die gleichen. Daher werden in diesem Graduiertenkolleg Ionenpaaraggregate aus verschiedenen chemischen Bereichen von einem interdisziplinären Team aus Spektroskopikern, Theoretikern und synthetischen Chemikern aus der organischen, anorganischen, theoretischen und physikalischen Chemie sowie einer Spezialistin für maschinelles Lernen untersucht, um einen maximalen Transfer von Konzepten zu erreichen. Qualifizierungsmaßnahmen auf der Ebene der einzelnen Studierenden, der Projektteams und der Graduiertenkollegs sorgen für hoch anspruchsvolle wissenschaftliche Projekte und eine breite und interdisziplinäre Ausbildung der Doktoranden. Insgesamt besteht die Vision der neuen Periode des GRK darin, die besonderen Reaktivitäten und Selektivitäten von Ionenpaar-Aggregaten zu analysieren, zu nutzen, vorherzusagen und zu entwerfen, um ihr volles Potenzial in der Synthese und Katalyse zu erschließen, sowie eine exzellente interdisziplinäre Doktorandenausbildung zu bieten.
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