Forskningsprofiler på Kemi
Jens Josephsen
Koordinationskemi i aktion og IT i kemi-undervisningen
- Det sjældne og ædle metal platin danner som andre metaller forbindelser, som ikke opfører sig simple salte. Nogle ret simple komplekser anvendes i dag med stort held til bekæmpelse af visse kræftformer. Vi har studeret egenskaber, reaktionerne og omdannelser af de simple platinkomplekser for at bidrage til en optimering af behandlingen.
- Farvede komplekser af et andet sjældent metal, ruthenium, benyttes til at absorbere sollys i titandioxid baserede solceller. De kemiske reaktioner der foregår i solcellerne er komplicerede og studeres i instituttet ved en lang række metoder med henblik på at forlænge langtids holdbarheden af solcellerne.
- Det er svært at lære at mestre det at kunne oversætte mellem hvad man ser og måler på den ene side og hvordan man forklarer hvad man ser med kemiske begreber og modeller på den anden side. Laboratorieøvelser er et middel, som kan suppleres med simuleringsprogrammer, der kan betyde en reel udbytteforøgelse af laboratoriearbejde.
Jens Spanget-Larsen
Computer Kemi og Optisk Spektroskopi
- ”Computer-kemi” er i dag et uundværligt redskab i løsningen af kemiske problemer. Kvantekemiske beregninger bidrager til opklaringen af komplicerede spørgsmål indenfor aktuel kemi og biokemi. Her vises en krystal-model til beregninger på forbindelsen C4-HSL, der er et vigtigt signal-molekyle i kolonidannende bakteriers indbyrdes kommunikation.
- Kvantekemiske modelberegninger og optisk spektroskopi (UV-VIS, IR) er en stærk kombination. Med moderne teoretiske metoder kan man f.eks. forudsige interessante forbindelsers infrarøde (IR) spektre, hvilket bl.a. anvendes til opklaring af strukturspørgsmål.
- Optisk spektroskopi med polariseret lys på ordnede molekylmængder kaldes Lineær Dikroisme (LD) spektroskopi. Denne spektroskopiform giver oplysning om molekylære symmetri-forhold og andre egenskaber, der vanskeligt kan opnås på anden vis. Til venstre ses strakte plastic-prøver med orienterede molekylmængder til IR LD spektroskopi.
John Mortensen
Analytisk kemi
- Jeg forsker i elektroanalytisk kemi. Herunder forsker jeg i brugen af elektrisk ledende polymere og undersøger deres funktionalitet når de udnyttes som belægninger på elektroden
- De ledende polymere kan bruges til udvikling af forskellige sensorer, som kan bruges i en elektronisk næse eller elektronisk tunge
Kjeld Schaumburg
Materiale Kemi
- Forskning er koncenteret om fremstilling af nye polymer materialer og aerogeler samt hybridmaterialer af disse.
- Materialerne finder anvendelse i medicoteknik,energiteknik, overfladebehandling, og indenfor optik og fotonik.
- Til fremstillingen anvender vi miljøvenlige teknikker som involverer superkritiske opløsningsmidler og mikrobølge kemi
- Superkritiske opløsningsmidler som CO2 og vand fremkommer når man varmer disse stoffer op under tryk. I den superkritiske fase har de nye egenskaber som kan varieres ved valg af tryk og temperatur.
- Vi bruger mikroskopi og spektroskopi (NMR ,IR og UV) til at studere strukturen af materialerne for at optimere materia lernes funktion.
- Vi arbejder tæt sammen med virksomheder for at få resultat erne af vort arbejde ud i samfundet.
- Et eksempel er nye miljøvenlige, begroningsfri malinger som vi tester på plader sat ud i danske havne.
Peter Westh
Biofysisk kemi
ENZYMER: Cellulose er det mest forekommende biologiske molekyle og det findes i stor mængde i f.eks. strå, skaller, savsmuld og andet affald fra skov- og landbrug. Vi arbejder med at udvikle enzymsystemer, der kan nedbryde cellulose til små molekyler, som kan omdannes til bioethanol. Vores fokus er at forstå de molekylære mekanismer der ligger bag enzymernes funktion og regulering.
MEMBRANER: Cellers membraner har en matriks bestående af et lipidlag, der blot er to molekyler tykt. Vi undersøger hvordan sådanne lipidmembraner påvirkes af små molekyler. Arbejdet belyser spørgsmål som ”hvorfor bliver vi påvirket af alkohol”, ”hvordan transmiteres et nervesignal” eller ”hvordan kan nogle celler tåle tørke”. Vores arbejde består i at klarlægge hvordan de små molekyler ændrer lipidmembraner og resultaterne bruges til diskutere de biokemiske og fysiologiske spørgsmål.
Poul Erik Hansen
Naturlig kemi
Forskning er koncenteret om brug af NMR (kærnemagnetisk resonans) til opklaring af strukturer af f.eks. naturstoffer som gossypol fra bomuld (se figur). Naturstoffer isoleres også fra danske planter som febernellikerod (kan den bruges mod feber?). I forbindelse med NMR anvendes of isotoper som tung brint (deuterium).
- Vi bruges også NMR til at studere strukturen af proteiner (se figur) og enzymer for herigennem at forstå hvordan enzymer virker. Cellulose, er hovedkomponenten i både papir, træ, halm og cellevægge. Strukturen af træ og cellulose undersøges med fast fase NMR. Et interessant stof kan ekstraheres fra bomuld,gossypol, der er vist nederst. Strukturen er bestemt og det har været tænkt som mandlig p-pille.
- Hydrogenbindinger holder cellulosen sammen og er vigtige i mange andre strukturer samt i enzymer og proteiner.
- Syntese baseret på naturstoffer giver muligheder for helt nye og innovative strukturer baseret på naturens egne byggestene.
Søren Hvidt
Energi, Struktur og Dynamik
Eksperimentel fysisk kemi
- Alle processer i naturen drives af ønsket om lavest mulig energi og størst mulig uorden (entropi). Bestemmelse af disse størrelser er derfor vigtig for at forstå kemiske reaktioner, ligevægte og ligevægtskonstanters afhængighed af temperaturen. Vands vekselvirkninger med biomolekyler er af central betydning i biologien og medfører dannelse af membraner og miceller hvorved ikke-polære grupper skærmes fra kontakt med vand. Energier bestemmer vi ved kalorimetri og ligevægtsmålinger.
- Rheologi er læren om materialers flyde og elastiske egenskaber. Ved brug af rheometre kan man bestemme væskers sejhed og følge hvordan strukturer dannes under f.eks. gelering. Geler dannes i alle vores celler og når blod størkner. Også i praktiske anvendelser i fødevareindustrien som syrning af mælk og marmelade fremstilling er gelering af stor betydning.
- Overfladespænding styrer mange fænomener i naturen og ses f.eks. ved at dråber er kugleformede. Ved sprøjtemaling dannes uheldigvis luftbobler i malingslaget med nedsat holdbarhed som konsekvens. Boblerne kan ses ved mikroskopi og malingens rheologi og overfladespænding er afgørende for dannelse og bevægelse af luftboblerne.
Torben Lund
Farvestof sensibiliserede solceller
- På RUC forsker vi i den nano krystallinske titandioxid farvestof solcelle eller Grätzel solcellen, som er en lovende ny type solcelle, der kan omdanne sollys til elektricitet. Vi fokuserer på at forbedre solcellens holdbarhed.
- For at solcellerne kan have lang holdbarhed må farvestoffet være stabilt under solcelleoperation. Vi forsøger at kortlægge alt, hvad der kan gå galt med forskellige solcellefarvestoffer. Ved en detaljeret forståelse af de kemiske reaktioner, der er ansvarlige for farvestofnedbrydningen f.eks. ved høj temperatur, er det muligt at foreslå modforholdsregler og forbedringer, der kan øge farvestoffets og dermed solcellens levetid. Som den første gruppe i verden anvender vi højtryksvæske kromatografi koblet til massespektrometri (LC-MS) til kortlægning af farvestoffernes nedbrydningsreaktioner i solcellen. Herudover anvender vi NMR og kalometri i vores undersøgelser af farvestofsolcellens kemi.
- Udover solcelleforskningen indgår jeg i mange samarbejdsprojekter med mine biologkollegaer omkring måling af miljøfremmede stoffer, peptider, depot og membran lipider ved hjælp af LC-MS og GC-MS (gas kromatografi koblet til massespektrometri).