Институт коллоидов и интерфейсов Макса Планка
| Аббревиатура | МПИКГ |
|---|---|
| Формирование | 1990 год |
| Тип | Научный институт |
| Цель | Исследования в области коллоидов и интерфейсов |
| Штаб-квартира | Гольм , Потсдам , Бранденбург , Германия |
Ключевые люди | Маркус Антониетти (соучредитель) Рейнхард Липовски (соучредитель) Хельмут Мёвальд (соучредитель) |
Головная организация | Общество Макса Планка |
| Веб-сайт | Домашняя страница (на английском языке) |
Институт коллоидов и интерфейсов Макса Планка ( нем . Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung ) расположен в научном парке Потсдам-Гольм в Гольме , Потсдам , Германия . Он был основан в 1990 году как преемник Институтов физической химии и органической химии как в Берлине — Адлерсхофе , так и Института химии полимеров в Тельтове . В 1999 году он был переведен в недавно построенные дополнительные помещения в Гольме. [1] Это один из 80 институтов Общества Макса Планка ( Max-Planck-Gesellschaft ).
Исследовать
[ редактировать ]Являясь 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 в качестве носителей для медицинских лекарств - 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 имитировать поведение, например, новых материалов или вакцин . Понимание функции этих структур также может помочь выявить причины некоторых заболеваний, которые возникают, когда сворачивание мембран или транспорт материалов в клетках не работают должным образом.
Отделы
[ редактировать ]Коллоидная химия
[ редактировать ]Отдел коллоидной химии, возглавляемый Маркусом Антониетти, занимается синтезом различных коллоидных структур в нанометровом диапазоне. Сюда входят неорганические и металлические наночастицы, полимеры и пептидные структурные единицы, 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 «командной работы» функциональных групп. При соответствующей архитектуре эти коллоиды могут выполнять весьма специализированные задачи. Одномолекулярные системы не могут этого сделать из-за их недостаточной сложности. Примером может служить кожа: не существует синтетического материала, который был бы столь же мягким и одновременно таким прочным на разрыв, но при этом состоял бы в основном из воды. Секрет этого также заключается во взаимодействии трех компонентов (коллаген, гиалуроновая кислота , протеогликан). Такое необычное сочетание характеристик становится возможным только благодаря формированию надстройки «в команде». [2]
Биоматериалы
[ редактировать ]Отдел биоматериалов, возглавляемый Питером Фратцлем , занимается междисциплинарными исследованиями в области биологических и биомиметических материалов. Акцент делается на понимании того, как механические или другие физические свойства определяются структурой и составом и как они адаптируются к условиям окружающей среды. Более того, исследования природных материалов (таких как кость или дерево) имеют потенциальное применение во многих областях. Во-первых, концепции дизайна новых материалов можно улучшить, учась у природы. Во-вторых, понимание основных механизмов оптимизации структуры костной или соединительной ткани открывает путь к изучению заболеваний и, таким образом, к диагностике и разработке стратегий лечения. Третий вариант — использовать структуры, выращенные природой, и преобразовать их путем физической или химической обработки в технически значимые материалы (биотэмплатинг). Учитывая сложность природных материалов, необходимы новые подходы к структурной характеристике. Некоторые из них получили дальнейшее развитие в отделе, в частности, для изучения иерархических структур. [3]
Теория и биосистемы
[ редактировать ]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 разнообразные супрамолекулярные наноструктуры, которые затем взаимодействуют, образуя еще более крупные структуры и сети. Эти сложные процессы представляют собой скрытые измерения самоорганизации, поскольку их трудно наблюдать в соответствующих масштабах продолжительности и времени.
Текущие исследования сосредоточены на молекулярном распознавании, преобразовании и транспорте энергии с помощью молекулярных моторов, динамике транскрипции и трансляции, а также самоорганизации филаментов и мембран. [4]
Интерфейсы
[ редактировать ]Отдел интерфейсов, возглавляемый Хельмутом Мёвальдом, в первую очередь заинтересован в понимании молекулярных интерфейсов и соотнесении их с коллоидными системами, которые по своей природе определяются большим соотношением поверхность/объем. Следовательно, возможности отдела по характеристикам плоских или квазиплоских интерфейсов были увеличены, и, кроме того, были предприняты успешные попытки перенести эти знания на изогнутые интерфейсы. Отсюда мы снова узнали о плоских границах раздела, поскольку поверхности можно изучать методами, требующими большой площади поверхности (ЯМР, ДСК). [5]
Биомолекулярные системы
[ редактировать ]Исследователи из отдела биомолекулярных систем, возглавляемого Питером Сибергером, используют новые методы синтеза сахарных цепей. До недавнего времени большинство известных природных сахаров были теми, которые снабжают организмы энергией, например сахарозой (домашним сахаром) и крахмалом (в растениях). Однако сложные молекулы сахара, относящиеся 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 сахаров на поверхности клеток для биологии и медицины было признано только в течение последних примерно 20 лет. [6]
До недавнего времени отсутствовал метод химического синтеза для создания биологически значимых углеводов известной структуры в больших количествах и для биологических, фармацевтических и медицинских исследований. Теперь эти пробелы могут быть закрыты с разработкой первого аппарата для автоматического синтеза, который может связывать молекулы сахара с другими сахарами или молекулами.
Организация
[ редактировать ]В институте в Гольме работает в общей сложности 358 сотрудников, в том числе 91 ученый и 99 младших ученых и исследователей, 6 учеников, 138 сотрудников, получающих оплату за счет сторонних средств, и 24 приглашенных научных сотрудника. В настоящее время Институт коллоидов и интерфейсов возглавляют: [7]
Научные члены, директора
- Проф. Др. Марк Антониетти
- Профессор доктор Питер Фратцль
- Проф. доктор Рейнхард Липовски
- Проф. доктор Питер Х. Сибергер
Почетный директор
- Профессор доктор Хельмут Мёвальд
Административный менеджер
- Андреас Штокхаус
Попечительский совет
- 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 правления Charité - Universitätsmedizin Berlin
- Норберт Гланте - член Европейского парламента
- Янн Якобс - мэр города Потсдама
- 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
[ редактировать ]Международная школа Макса Планка (IMPRS) по многомасштабным биосистемам — это программа для выпускников совместно с Потсдамским университетом , Свободным университетом , Университетом Гумбольдта в Берлине и Институтом биомедицинской инженерии Фраунгофера IBMT в Санкт-Ингберте . В этой программе молодые талантливые докторанты могут работать над сложным исследовательским проектом и развивать свои навыки научного общения и управления. [8]
Научная сфера
[ редактировать ]IMPRS по многомасштабным биосистемам рассматривает фундаментальные уровни биосистем , обеспечиваемые макромолекулами в водных растворах, молекулярное распознавание между этими строительными блоками, передачу свободной энергии молекулярными машинами , а также формирование и транспортировку структур в клетках и тканях. Научно-исследовательская деятельность сосредоточена на четырех основных направлениях:
- Молекулярное распознавание углеводов
- Взаимодействие биомолекул со светом
- Направленные внутриклеточные процессы
- Направленные изменения формы тканей.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «История» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Коллоидная химия» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Биоматериалы» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Теория биосистем» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Интерфейсы» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Биомолекулярные системы» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт Макса Планка, Мюнхен. «Организация» . Проверено 23 апреля 2014 г.
- ^ Институт коллоидов и интерфейсов Макса Планка, Потсдам. "Дом" . Проверено 23 апреля 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Домашняя страница (на английском языке)
- Домашняя страница (на немецком языке)
