Ebenfalls neu bewilligt wurde der Sonderforschungsbereich 1769 „Polymermechanochemie“ unter der Leitung von Prof. Dr. Andreas Herrmann, Direktor des Instituts für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen und wissenschaftlicher Direktor des DWI Leibniz-Instituts für Interaktive Materialien. Beteiligt ist zudem das Institut für Experimentelle Molekulare Bildgebung der Uniklinik RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Dr. Fabian Kießling.
Ziel des Sonderforschungsbereichs Polymermechanochemie ist es, grundlegende Mechanismen der Mechanochemie zu entschlüsseln und damit neue Wege für innovative Materialien und biomedizinische Anwendungen zu eröffnen. Die Mechanochemie beschäftigt sich mit chemischen Reaktionen, die durch mechanische Kräfte ausgelöst werden – im Gegensatz zu klassischen Transformationen, die durch Wärme oder Licht induziert werden. Insbesondere die Polymermechanochemie hat sich in den vergangenen Jahren von der reinen Beschreibung kraftinduzierter Abbaureaktionen von Makromolekülen hin zu einem dynamischen Forschungsfeld entwickelt. Heute umfasst sie Anwendungen wie Schadensdetektion in Materialien, Materialsysteme, die auf Kräfte reagieren, und neuartige biomedizinische Technologien.
Trotz erheblicher Fortschritte fehlen bislang allgemeingültige Regeln zur Reaktivität mechanochemischer Prozesse in Polymeren. Hier setzt der neue SFB an: Durch die systematische Untersuchung fundamentaler Prozesse sollen diese Wissenslücken geschlossen werden. „Zu den zentralen Herausforderungen zählen die Identifikation und Entwicklung kraftsensitiver molekularer Motive, die Etablierung moderner In-situ-Analysemethoden zur Detektion von Bindungsbrüchen sowie die Entwicklung computergestützter Modelle über verschiedene Längenskalen hinweg“, erläutert Herrmann.
Ein besonderer Fokus liegt auf der biomedizinischen Anwendung mechanochemischer Prinzipien. Ziel ist die Entwicklung innovativer Wirkstoffe, die durch mechanische Reize aktiviert werden können und so eine präzise räumlich-zeitliche Steuerung ermöglichen. Solche Ansätze könnten beispielsweise in der Sonopharmakologie und Sonogenetik Anwendung finden und dazu beitragen, Therapien gezielter und nebenwirkungsärmer zu gestalten.
Langfristig soll der Sonderforschungsbereich nicht nur grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse liefern, sondern auch deren Übertragung in praxisnahe Anwendungen ermöglichen. Über einen Zeitraum von zwölf Jahren hinweg werden neue Werkzeuge zur Entdeckung mechanochemischer Reaktionen entwickelt, innovative Methoden zur Echtzeitbeobachtung etabliert und wegweisende therapeutische sowie diagnostische Konzepte realisiert. Mit diesem Großprojekt positioniert sich Aachen als international führender Standort für die Erforschung der Polymermechanochemie.
