Институт коллоидов и интерфейсов Макса Планка

Институт Макса Планка коллоидов и поверхностей ( немецкий : Max-Planck-Institut für Kolloid- унд Grenzflächenforschung ) находится в Потсдам-Голм Научный парк в Golm , Потсдам , Германия . Он был основан в 1990 году как преемник Института физической химии и органической химии в Берлине - Адлерсхоф , а также Института химии полимеров в Тельтове . В 1999 году он был переведен на недавно построенные объекты расширения в Голме. ^[1] Это один из 80 институтов Общества Макса Планка ( Max-Planck-Gesellschaft ).

Исследование [ править ]

Будучи частью Общества Макса Планка, институт исследует нано- и микроструктуры, в частности коллоиды, многие из которых встречаются в природе. Благодаря открытиям ученые создают крошечные кристаллы апатита в костях , везикулы, образованные из мембран , поры в мембранах для топливных элементов и микрокапсулы как носители медицинских препаратов - все они больше атома , но слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.. Ученые из Потсдамского института пытаются понять, как они устроены и как работают, чтобы, например, имитировать поведение в новых материалах или вакцинах . Понимание функции этих структур также может помочь выявить причины определенных заболеваний, которые возникают, когда складывание мембран или транспорт материалов в клетках не работает должным образом.

Департаменты [ править ]

Коллоидная химия [ править ]

Отдел коллоидной химии, возглавляемый Маркусом Антониетти, занимается синтезом различных коллоидных структур в нанометровом диапазоне. Сюда входят неорганические и металлические наночастицы, полимеры и структурные единицы пептидов, их мицеллы и организованные фазы, а также эмульсии и пены. Коллоидная химия способна создавать материалы со структурной иерархией с помощью соответствующих функционализированных коллоидов. Это создает новые характеристики за счет «совместной работы» функциональных групп. При соответствующей архитектуре эти коллоиды могут выполнять очень специализированные задачи. Одиночные молекулярные системы не могут этого сделать из-за отсутствия сложности. Примером этого является кожа: не существует синтетического материала, который был бы таким мягким и одновременно таким устойчивым к разрывам, но при этом в основном состоял бы из воды.Секрет этого также заключается во взаимодействии трех компонентов (коллагена, гиалуроновой кислоты, протеогликан). Такое необычное сочетание характеристик стало возможным только при формировании надстройки «в команде».^[2]

Биоматериалы [ править ]

Отдел биоматериалов, руководитель Питер Фратцл, специализируется на междисциплинарных исследованиях в области биологических и биомиметических материалов. Акцент делается на понимании того, как механические или другие физические свойства регулируются структурой и составом и как они адаптируются к условиям окружающей среды. Кроме того, исследования природных материалов (таких как кость или дерево) могут найти применение во многих областях. Во-первых, концепции дизайна новых материалов могут быть улучшены, если учиться у Природы. Во-вторых, понимание основных механизмов, с помощью которых оптимизируется структура костной или соединительной ткани, открывает путь для изучения заболеваний и, таким образом, для внесения вклада в диагностику и разработку стратегий лечения. Третий вариант - использовать структуры, выращенные природой, и преобразовать их с помощью физической или химической обработки в технически значимые материалы (биотемплинг).Учитывая сложность природных материалов, необходимы новые подходы к определению структурных характеристик. Некоторые из них получают дальнейшее развитие на кафедре, в частности, для изучения иерархических структур.^[3]

Теория и биосистемы [ править ]

Отдел теории и биосистем, возглавляемый Рейнхардом Липовски, исследует структуру и динамику молекул, коллоидов и наночастиц в биологических и биомиметических системах. Молекулярные строительные блоки этих систем собираются «сами по себе» и образуют множество супрамолекулярных наноструктур, которые затем взаимодействуют с образованием еще более крупных структур и сетей. Эти сложные процессы представляют собой скрытые измерения самоорганизации, поскольку их трудно наблюдать в соответствующих масштабах длины и времени.

Текущие исследования сосредоточены на молекулярном распознавании, преобразовании энергии и переносе молекулярными двигателями, динамике транскрипции и трансляции, а также самоорганизации филаментов и мембран. ^[4]

Интерфейсы [ править ]

Отдел интерфейсов, возглавляемый Гельмутом Мёвальдом, в первую очередь стремится понять межмолекулярные интерфейсы и связать их с коллоидными системами, которые по своей природе определяются большим отношением поверхности к объему. Следовательно, возможности отдела в характеристике плоских или квазиплоских интерфейсов были увеличены, и, кроме того, были успешно предприняты попытки передать эти знания на изогнутые интерфейсы. Из этого мы снова узнали о плоских границах раздела, поскольку поверхности могут быть изучены методами, требующими большой площади поверхности (ЯМР, ДСК). ^[5]

Биомолекулярные системы [ править ]

Исследователи из отдела биомолекулярных систем, возглавляемого Питером Х. Сибергером, используют новые методы синтеза сахарных цепочек. До недавнего времени большинство известных сахаров природного происхождения были такими, которые снабжали энергией такие организмы, как сахароза (домашний сахар) и крахмал.(в растениях). Однако сложные молекулы сахара, которые относятся к углеводам, также участвуют во многих биологических процессах. Они покрывают все клетки человеческого тела и играют решающую роль в молекулярной идентификации клеточных поверхностей, например, при инфекциях, иммунных реакциях и метастазах рака. Сложные сахара повсеместно присутствуют в природе в виде клеточных покрытий и поэтому могут также использоваться для разработки вакцин, например, против малярии. Таким образом, углеводы представляют значительный интерес для медицины; Основное значение остатков сахара на поверхности клеток для биологии и медицины было признано только в течение последних примерно 20 лет. ^[6]

До недавнего времени метод химического синтеза для создания в больших количествах биологически релевантных углеводов с известной структурой для биологических, фармацевтических и медицинских исследований отсутствовал. Теперь эти пробелы могут быть закрыты с помощью разработки первого автоматизированного устройства для синтеза, которое может связывать молекулы сахара с другими сахарами, а также с молекулами.

Организация [ править ]

В институте, расположенном в Голме, работает в общей сложности 358 сотрудников, в том числе 91 ученый и 99 младших ученых и исследователей, 6 учеников, 138 сотрудников, оплачиваемых из сторонних фондов, и 24 приглашенных исследователя. Институт коллоидов и интерфейсов в настоящее время возглавляют следующие люди: ^[7]

Научные члены, директора

• Проф. Д-р Маркус Антониетти
• Проф. Д-р Питер Фратцль
• Проф. Д-р Рейнхард Липовски
• Проф. Д-р Питер Х. Сибергер

Почетный директор

• Проф. Д-р Хельмут Мёвальд

Руководитель Администрации

• Андреас Штокхаус

Совет попечителей

• Ульрих Буллер - старший вице-президент по планированию исследований, Fraunhofer Gesellschaft
• Рольф Эммерманн - Заместитель председателя Попечительского совета, GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ)
• Детлев Гантен - председатель попечительского совета, председатель совета Charité - Universitätsmedizin Berlin
• Норберт Гланте - член Европейского парламента
• Янн Якобс - мэр города Потсдам
• Вильгельм Крулль - генеральный секретарь Volkswagen Stiftung
• Сабина Кунст - министр науки, исследований и культуры, Бранденбург
• Вольфганг Плишке - член правления Bayer AG
• Роберт Секлер - Потсдамский университет

Международная школа Макса Планка по многомасштабным биосистемам [ править ]

Международная школа Макса Планка (IMPRS) на Многомасштабные Bio-Systems является выпускник программы в сотрудничестве с университетом Потсдама , Свободного университета , Университета Гумбольдта в Берлине и Институтом Фраунгофера для биомедицинской инженерии IBMT в Санкт - Ингберте . В рамках этой программы молодые талантливые докторанты могут работать над сложным исследовательским проектом и развивать свои навыки научного общения и управления. ^[8]

Научная сфера [ править ]

В IMPRS на многомасштабных Bio-Systems рассматриваются основные уровни биосистем , как это предусмотрено макромолекул в водных растворах, молекулярного распознавания между этими строительными блоками, свободная энергия трансдукции с помощью молекулярных машин , а также формирования структуры и переноса в клетках и тканях. Исследовательская деятельность сосредоточена на четырех основных направлениях:

• Молекулярное распознавание углеводов
• Взаимодействие биомолекул со светом
• Направленные внутриклеточные процессы
• Направленные изменения формы тканей

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Домашняя страница (на английском языке)
• Домашняя страница (на немецком языке)

Координаты : 52 ° 24′54 ″ с.ш., 12 ° 58′8 ″ в.д. / 52,41500 ° с. Ш. 12,96889 ° в. / 52.41500; 12,96889