In der heutigen Gesellschaft sind Kunststoffe essenzielle Werkstoffe und Verbrauchsmaterialien mit vielseitigen Anwendungen. Hierbei werden die Kunststoffe zumeist aus fossilen Rohstoffen wie Erd\u00f6l gewonnen. Die fossilen Ressourcen sind jedoch begrenzt, und die aus der Plastikproduktion anfallenden Giftstoffe belasten die Umwelt. Zudem sind die meisten Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen weder biologisch abbaubar noch recycelbar, wodurch die Umwelt weiterhin durch anfallenden Plastikm\u00fcll verschmutzt wird. Eine Alternative zu den herk\u00f6mmlichen erd\u00f6lbasierten Kunststoffen stellt beispielsweise Polylactid (PLA) dar. PLA hat \u00e4hnliche Eigenschaften wie viele erd\u00f6lbasierten Polymere, ist aber im Gegensatz zu diesen biologisch abbaubar. Entsprechend besitzen biobasierte Kunststoffe wie PLA das Potential, den derzeitigen Kunststoffmarkt umzustrukturieren, indem Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen weitestgehend verdr\u00e4ngt werden. Das ben\u00f6tigte Monomer Lactid kann gewonnen werden, indem die Glucose aus st\u00e4rkehaltigen Pflanzen wie Mais, Zuckerrohr und Zuckerr\u00fcben fermentiert wird und die anschlie\u00dfend entstehende Milchs\u00e4ure zu Lactid dimerisiert wird. Somit kann das biologisch abbaubare PLA aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen werden. Grunds\u00e4tzlich sind auch solche Biokunststoffe aber zu wertvoll, um nur einmal genutzt zu werden. PLA kann auch recycelt werden, so dass die vorherrschende lineare Wirtschaft, in der Plastik f\u00fcr den Einmalgebrauch entworfen und produziert wird, zu einer Kreislaufwirtschaft umstrukturiert werden kann.<\/p>\n
Im Rahmen dieser Doktorarbeit sollen neue Zink-Guanidin-basierte Katalysatoren f\u00fcr die Polymerisation von Lactid entwickelt werden. Bei dieser Katalysatorklasse handelt es sich um kosteng\u00fcnstige und nicht-giftige Lewis-saure Komplexe, deren sterische Faktoren sowie elektronische Einfl\u00fcsse durch das optimierte Ligandendesign angepasst werden k\u00f6nnen. Bisher haben Zink-Guanidin-Komplexe schon gezeigt, dass sie hochaktive und robuste Katalysatoren f\u00fcr die Lactidpolymerisation in der Schmelze darstellen. Aufgrund der herausragenden Aktivit\u00e4t dieser Katalysatorklasse besteht ein Potential f\u00fcr den industriellen Gebrauch und die Verdr\u00e4ngung toxischer Zinn-Katalysatoren, welche in den PLA-Produkten zur\u00fcckbleiben. Zus\u00e4tzlich zur Synthese und Aktivit\u00e4tstests mittels online-Raman-Monitoring der neuen Katalysatoren sollen diese computerchemisch mittels Dichtefunktionaltheorie (DFT) mechanistisch \u00fcberpr\u00fcft werden. Die geschwindigkeitsbestimmenden Intermediate und \u00dcbergangszust\u00e4nde sollen untersucht werden, wodurch neue Designideen mit wenig computertechnischem und experimentellem Aufwand m\u00f6glichst effizient analysiert werden k\u00f6nnen. \u00dcber die Korrelation zwischen Experiment und Simulation sollen zudem wichtige atomare Deskriptoren herausgearbeitet werden, die dann in einem Machine Learning<\/em> (ML) Modell genutzt werden. Mithilfe eines solchen Modells soll die Entwicklung neuer Katalysatoren weiter beschleunigt und unterst\u00fctzt werden. Letztlich arbeite ich ebenfalls an der Entwicklung eines automatisierten Molek\u00fclgenerators, mit dem ich in der Lage sein werde, neuartige, randomisierte Strukturen fernab der chemischen Intuition schnell auf ihr Potential als Ligand bzw. Katalysator untersuchen zu k\u00f6nnen. \u00a0 \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" In der heutigen Gesellschaft sind Kunststoffe essenzielle Werkstoffe und Verbrauchsmaterialien mit vielseitigen Anwendungen. Hierbei werden die Kunststoffe zumeist aus fossilen Rohstoffen wie Erd\u00f6l gewonnen. Die fossilen Ressourcen sind jedoch begrenzt, und die aus der Plastikproduktion anfallenden Giftstoffe belasten die Umwelt. Zudem sind die meisten Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen weder biologisch abbaubar noch recycelbar, wodurch die […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-58089","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20023\/033","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Sch\u00e4fer","dbu_stipendiaten_vorname":"Martin","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2024-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2026-09-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Rheinisch-Westf\u00e4lische Technische Hochschule (RWTH) Aachen Hochschule Aachen Lehrstuhl f\u00fcr Bioanorganische Chemie Institut f\u00fcr Anorganische Chemie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Sonja Herres-Pawlis","dbu_stipendiaten_email_dienst":"martin.alexander.schaefer@rwth-aachen.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/58089","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/58089\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=58089"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=58089"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=58089"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}