Makromolekulare Chemie 2026

In diesem Jahr blicken wir in die Zukunft der Makromolekularen Chemie vor allem im deutschsprachigen Raum – auf die Talente und aufstrebenden Wissenschaftler:innen. Unter anderem geht es um lichtgetriebene und nachhaltige Prozesse für die Biomedizin und Kreislaufwirtschaft. Gerichtete Reaktivität nutzen Forschende, um Polymermaterialien auf- und abzubauen.

Matthias Hartlieb Drei Fragen an die Koordinatoren:

Den diesjährigen Trendbericht Makromolekulare Chemie hat Matthias Hartlieb als Reimund-Stadler-Preisträger 2024 koordiniert; dabei hat ihn Alex J. Plajer unterstützt. Traditionell koordinieren die Preisträger:innen zwei Berichte in Folge. Dieses Jahr stellt der Trendbericht Nachwuchsgruppen vor; in der Oktoberausgabe 2025 gab er einen Überblick darüber, was die makromolekulare Chemie bewegte – vor allem Nachhaltigkeit und Lösungen für die Energiewirtschaft.

Was sind derzeit Ihre Hauptforschungsprojekte?

Wir entdecken spannende Dinge über nicht-amphiphile antimikrobielle Polymere und richten unser Auge auf erschwingliche Roboter, die Synthese und Analyse durch Automatisierung erleichtern sollen.

Wie schaffen Sie es, Beruf und Familie unter einen Hut zu kriegen?

Zur Zeit kaum. In den letzten Monaten musste vor allem die Arbeit darunter leiden, aber dabei habe ich gelernt, wie man Prozesse abgibt und wie fähig das Team junger Forschender um einen herum ist.

Ihre Forschung in 140 Zeichen?

Photoinduzierte radikalische Polymerisation zur Herstellung von Polymeren mit komplexer Topologie als Biomaterialien gegen Bakterien und zum Gentransport.

Matthias Hartlieb leitet seit 2021 die Emmy-Noether-Gruppe „Polymere Biomaterialien“ an der Universität Potsdam. Nach Promotion 2015 in Jena und Postdoc-Aufenthalt an der University of Warwick (UK) kam er 2019 als Open-Topic-Postdoc nach Potsdam. Seine Gruppe entwickelt antimikrobielle Polymere und untersucht lichtinduzierte Polymerisationen.Foto: privat

Alex J. Plajer

Ihre Forschung in 140 Zeichen? Polymerstrukturen mit ungewöhnlichen Bausteinen – mit Blick darauf, welche elementspezifischen Vorteile und Anwendungen sich ergeben.

Welche Erkenntnis der letzten zwölf Monate war für Ihre Forschung besonders wichtig? Die Erkenntnis, dass Wasser als molekularer Baustein in der supramolekularen Polymerisation eingesetzt werden kann.

Was würden Sie gerne entdecken oder herausfinden? Teleportation.

Alex J. Plajer ist seit Ende 2023 Juniorprofessor an der Universität Bayreuth. Zuvor arbeitete er ab 2021 als Liebig-Stipendiat an der FU Berlin. Promoviert hat er im Jahr 2020 an der Universität Cambridge, woran er einen Podstdoc-Aufenthalt in Oxford anschloss. Seine Gruppe entwickelt hauptgruppen- und metallhaltige Polymere. 2025 erhielt er einen ERC Starting Grant und 2026 den Heinz-Maier-Leibnitz-Preis der DFG.Foto: privat

Polymere für die Biomedizin Johanna Elter, FU Berlin

Johanna Elter arbeitet seit Mai 2025 mit einem Liebig-Stipendium des Fonds der Chemischen Industrie (FCI) an der FU Berlin.

Ihre Forschung: Sie forscht an Polymeren für die Biomedizin. Ihr Schwerpunkt liegt darin, sequenzdefinierte Polykationen zu synthetisieren, die sich zusammen mit konventionellen Antibiotika oder als Alternative dazu einsetzen lassen, um Resistenzen zu umgehen. Auch das Komplexieren spezifischer Bio(-makro-)moleküle interessiert sie. Da die Polymere sequenzdefiniert sind, lassen sich damit Pharmazeutika maßschneidern und sie helfen herauszufinden, welche Bausteine an welcher Stelle eines Makromoleküls für eine bestimmte Wirkung nötig sind.

Ihr Ziel ist ein Baukastensystem für bioaktive Polykationen, das später auch das Einbauen anderer bioaktiver Einheiten wie Zucker erlaubt. Derartige Modifikationen beschreibt sie beispielsweise in ihrer Arbeit aus dem Jahr 2025. Darin wurden Poly(2-oxazoline) mit Glucose funktionalisiert, um die Aufnahme der entsprechenden Nanopartikel in bestimmte Zellen zu begünstigen.

Mikrokontaktdruck Martin Reifarth, Universität Potsdam

Martin Reifarth forscht seit dem Jahr 2021 am Institut für Chemie der Universität Potsdam. Er arbeitet im Projekt „Mikrokontaktdruck am Limit“, finanziert von der DFG, die auch seine eigene Stelle trägt.

Seine Forschung: Seine Gruppe untersucht, wie kapillaraktive Oberflächen und Hydrogele funktionalisiert sind. Das geschieht im Submikrometerbereich per Mikrokontaktdruck, einer lithografischen Stempeltechnik: Ein elastomerer Stempel wird mit einer „Tinte“ beschichtet, beispielsweise einer farbstofffunktionalisierten Boronsäure. Diese überträgt der Stempel anschließend auf die Oberfläche, um Muster zu erzeugen. Reifarth entwickelt die Methode mit einem polymerbürstenassistierten Transfer weiter, der auch kapillaraktive Oberflächen und Hydrogele funktionalisiert.

Eingesetzt wurde der Mikrokontaktdruck bislang vor allem auf glatten Substraten wie Metallspiegeln, Glas oder Siliciumwafern. Auf rauen, kapillaraktiven und wasserquellbaren Materialien verteilt sich die Tinte dagegen diffus. In Reifarths Ansatz wird die Tinte vor dem Druck auf Polymerbürsten kovalent gebunden, die auf der Stempeloberfläche immobilisiert sind. Um Schmieren zu verhindern, wird die Tinte über einen konzertierten Transfermechanismus auf das Substrat übertragen.

Sein Ziel ist es, den Mikrokontaktdruck für neue Substratklassen zu öffnen und in Anwendungen zu überführen. Der Ansatz ließ sich bereits auf Celluloseoberflächen übertragen, um Papiere im Submikrometerbereich zu funktionalisieren. Die Methode eignet sich auch für biologisch aktive Oberflächen und Zelloberflächen, woraus sich Perspektiven für die artifizielle Gewebezüchtung ergeben. Mit dieser Methode ließe sich vorgeben, wo genau sich Zellen auf einem Hydrogel ansiedeln und wie sie sich ausrichten.

Diese Zelltattoos beschreibt eine Arbeit in Angewandte Chemie aus dem Jahr 2025; ein Übersichtsartikel zum polymerbürstenassistierten Übertrag erschien ebenfalls im Jahr 2025 in Soft Matter.

Polyurethane und Rotaxane Yosuke Akae, RWTH Aachen

Yosuke Akae arbeitet seit Oktober 2025 als Junior-Gruppenleiter an der RWTH Aachen, finanziert über die internationale Forschungsförderung der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS). Zuvor arbeitete er fünf Jahre am Karlsruher Institut für Technologie, ebenfalls JSPS-gefördert.

Seine Forschung: Er synthetisiert Polyurethane und Polymere mit supramolekularen Motiven, etwa Rotaxan-Gerüste, die auf äußere Krafteinwirkungen reagieren und Materialeigenschaften verbessern.

Dabei nutzt er bestehende Präzisionssynthesemethoden, verbindet aber auch eigenes Monomerdesign mit stufenweiser Polymerisation und Konzepten der supramolekularen Chemie. So möchte er neue Polymerstrukturen und -funktionen erschließen. Dabei motiviert es ihn, neue Materialien zu schaffen und ihre Strukturen, Eigenschaften und Funktionen aufzuklären.

Wie eine Arbeit aus dem Jahr 2025 in Macromolecules zeigt, lässt sich die Photoabbaubarkeit von Polyurethanen aus AB-Typ-Monomeren steuern. Über Monomerdesign wird die Abbaubarkeit in Polymere eingebracht.

Katalyse und 3-D-Druck mit Licht Elisabeth Rossegger, Polymer Competence Center, Leoben

Elisabeth Rossegger leitet seit Juni 2022 eine Gruppe am Polymer Competence Center Leoben. Finanziert wird ihre Forschung über nationale Projekte der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und über Horizon-Europe-Projekte.

Ihre Forschung: Sie konzentriert sich auf dynamische Polymernetzwerke, in denen Photokatalysatoren in Form von Säuren und Basen eingesetzt werden. Damit lassen sich Austauschreaktionen bei Bedarf auslösen und steuern. Das soll die Nachhaltigkeit von Duroplasten und Elastomeren verbessern, indem Reparatur, Wiederverarbeitung und geschlossene Materialkreisläufe ermöglicht werden. Dazu kommen lichtbasierter 3-D-Druck und langfristig die Überführung in die Medizintechnik.

Besonders an ihren Ansätzen ist die Steuerung auf Abruf: Austauschreaktionen werden nicht permanent aktiviert, sondern Photokatalysatoren und Photoschutzgruppen lösen sie räumlich und zeitlich kontrolliert aus. Das verhindert ungewolltes Kriechverhalten in der Dunkelheit; die Konzepte sollen auf heterogene Katalyseplattformen wie Metal-Organic Frameworks (MOFs) ausgebaut werden.

Durch die Kopplung mit lichtbasiertem 3-D- und Multimaterialdruck lassen sich Struktur, Funktion und spätere Reparatur schon beim Herstellen bedenken. Die Anwendungen reichen von Automobilindustrie und Luftfahrt über Medizintechnik und Pharmazie bis zur Chip-Industrie.

Ihre Forschung illustrieren zwei Arbeiten in Polymer Chemistry aus dem Jahr 2025, darunter eine zur frontalen Polymerisation von Thiol-Acrylat-Netzwerken¹⁾ und eine zu tetramethylguanidinbasierten Photobasengeneratoren für lichtgesteuerte Dynamik in Thioester-Netzwerken.²⁾

Fluoreszenzbasierte Sensorik und Nanopartikelsysteme Quinn A. Besford, IPF Dresden

Seit seiner Ernennung zum Junior-Gruppenleiter im Jahr 2022 forscht Quinn Besford eigenständig am Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF) Dresden, vor allem gefördert durch DFG und Industriepartner.

Seine Forschung: Sein Schwerpunkt liegt auf funktionellen Polymermaterialien für zwei Hauptanwendungen: fluoreszenzbasierte Sensorik und Nanopartikelsysteme, die als sichere Wirkstofftransporter im Blut fungieren können.

Bei beiden Schwerpunkten müssen funktionelle Motive in definierte Polymerarchitekturen integriert werden.

In der Sensorik weitet er das Konzept des Tastens auf die Nanoskala aus: Er entwickelt Materialien, die messen, wie viel Kraft auf eine Oberfläche wirkt und welchen pH-Wert die Mikroumgebung hat.

Besfords Gruppe verstärkt Bio-Nano-Wechselwirkungen, statt sie zu vermeiden. Um Gerinnung zu unterbinden, koppelt er dazu etwa Heparin an Nanopartikel, das wiederum an ein gerinnungshemmendes Blutprotein bindet.

Langfristig möchte er die Konzepte aus dem Labor in Materialien und Systeme überführen, die von der Industrie übernommen und weiterentwickelt werden. Zwei Arbeiten aus dem Jahr 2025 stehen dafür: eine Studie in Advanced Healthcare Materials, in der eine ATIII-angereicherte Biomolekülkorona die Hämokompatibilität von PEG-Nanopartikeln erhöht,¹⁾ und eine Arbeit in Small zu Konformationsübergängen fluoreszenzgekoppelter Polyelektrolytbürsten mit hoher räumlich-zeitlicher Auflösung.²⁾

Polymere gegen Augenkrankheiten Friederike Adams, Universität Stuttgart, Universitätsaugenklinik Tübingen

Friederike Adams leitet seit Juli 2021 eine Gruppe an der Universität Stuttgart und an der Universitätsaugenklinik Tübingen. Die Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder fördert ihre Forschung.

Ihre Forschung: Sie entwickelt Polymermaterialien für die Pharmazie mit Fokus auf kationischen und abbaubaren Polymeren, die Wirkstoffe und Nukleinsäuren freisetzen. Damit sollen insbesondere Retinaerkrankungen behandelt werden.

Sie verbindet Polymerdesign mit neuen Polymerisationsmethoden, um funktionelle Einheiten gezielt einzuführen und einzustellen, wie schnell die Polymere abgebaut werden und womit die Polymere biologisch interagieren. Überwinden will sie dabei beispielsweise Nanopartikel, die sich nicht zersetzen lassen, den Mangel an Monomeren, die sich zu funktionalen, abbaubaren Polymeren für den Wirkstofftransport verarbeiten lassen und den Missstand, dass Therapeutika bislang selten den hinteren Augenabschnitt behandeln.

Ihr Fernziel ist, polymerbasierte Plattformtechniken zu etablieren, also Systeme, bei denen Monomere getauscht werden und Polymere so an andere Wirkstoffe oder Krankheiten angepasst werden. Damit will sie Therapiestrategien entwickeln, mit denen sich mehr als nur Retinakrankheiten behandeln lassen.

Im Jahr 2025 erschien in RSC Applied Polymers ihre Arbeit zu phosphorhaltigen, amphiphilen ABB′-Copolymeren als siRNA-Nanocarrier zur Behandlung von Augenerkrankungen. Die Polymere sind stabiler, weniger zellgiftig als zuvor, und die Nanocarrier hemmen die Genexpression stärker als frühere Nanocarrier.¹⁾ Außerdem wurde eine Arbeit zu Poly(Solketalacrylat)-Nanopartikeln veröffentlicht, welche Wirkstoff in den hinteren Augenabschnitt freisetzen. Ein Übersichtsartikel zur Zuführung von Nukleinsäuren an die Retina erschien in Advanced Functional Materials.²⁾

Furane für haltbare Materialien Boris Bulgakov, Universität Jena

BorisBulgakov leitet seit November 2023 eine Nachwuchsgruppe an der Universität Jena. Gefördert wird er vom Chemieunternehmen Altana.

Seine Forschung: Bulgakovs Gruppe forscht an Chemie mit Furan, das als erneuerbare Quelle aromatischer Bausteine dient. So will Bulgakov multifunktionale Phthalonitrilharze herstellen, etwa für Luft- und Raumfahrt, E-Mobilität sowie Bahn- und Elektronikindustrie. Diese fast unbrennbaren Duroplaste lassen sich über 300 °C einsetzen, eignen sich als Schutzbeschichtungen sowie Matrixmaterialien für Verbundwerkstoffe und ersetzen Metalle in Hochtemperaturbereichen. Solche teils furanbasierten Phthalonitrilharze behandelt seine Publikation aus dem Jahr 2025 in ChemSusChem.¹⁾ Daneben untersucht er furanbasierte Polyelektrolyte für die Energieumwandlung und die Soft-Robotik, bei der Roboter aus weichen Materialien hergestellt werden. Diese sollen als energieeffiziente Aktoren und unterstützende Systeme zur Energiegewinnung und -speicherung dienen.

Seine Strategie folgt dem Prinzip Reduce und Reuse: Er entwickelt langlebige Hochleistungsmaterialien, die länger genutzt werden, um Abfall von vornherein zu minimieren. Zugleich erweitert er die Fähigkeiten von Polymeren und erschließt Anwendungen, die für polymerbasierte Materialien bislang nicht in Betracht gezogen wurden. Beispielsweise macht er Phthalonitrilharze etwa durch niedrigere Schmelzpunkte und geringere Viskosität leichter verarbeitbar, sodass diese sich künftig auch für günstige Verfahren wie Vakuuminfusion anwenden lassen.

Nachhaltige Kunststoffe durch Fermentation Melanie Walther, Universität Oldenburg

MelanieWalther forscht seit dem 1. Oktober 2025 eigenständig an der Universität Oldenburg. Die Förderung kommt über die Biokreativ-Förderrichtlinie des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt.

Ihre Forschung: Mit ihrer Nachwuchsgruppe beschäftigt sich Walther damit, organische Reststoffe in ein vollständig biobasiertes Polybutylensuccinat (BioPBS) zu überführen und dabei Kosten und Energie zu sparen. Dazu hat sie einen Fermentationsprozess für Aceton, n-Butanol und Ethanol (ABE) sowie Bernsteinsäure entwickelt. Zudem wird erforscht, ob sich dieser Prozess skalieren lässt, um BioPBS zu einer biologisch abbaubaren Alternative zu fossilen Kunststoffen wie Polyethylen und Polypropylen zu machen.

Besonders an ihrem Prozess: Statt Fermentation und Downstreaming isoliert zu optimieren, verfolgt sie eine ganzheitliche Strategie, die von der Nutzung organischer Abfälle zum fertigen Polymer reicht. Zentrales Element ist eine Aufreinigungstechnik, die zum Patent angemeldet ist: Diese löst klassische Trennprobleme der biotechnischen Produktion und überwindet einen wesentlichen Engpass. Durch diese Prozessintegration wird die Produktion energieeffizienter – idealerweise mit Energieüberschuss. Insgesamt zielt der Ansatz darauf, ein vollständig biobasiertes PBS wirtschaftlich konkurrenzfähig herzustellen.

Langfristig strebt sie an, ihren Produktionsprozess industriell skalierbar und wirtschaftlich zu machen – zusammen mit Industriepartnern. Sie möchte zeigen, dass biotechnische Verfahren nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern eine großtechnische Alternative zu fossilen Syntheserouten sind und so CO₂-Emissionen in der Kunststoffproduktion reduzieren.

Radikalische Polymerisierung Jens Gaitzsch, IPF Dresden

Jens Gaitzsch forscht seit Juli 2019 eigenständig und ist unbefristet als Wissenschaftler am IPF Dresden angestellt. Seine Förderung speist sich aus einer DFG-Sachbeihilfe, dem Stipendienprogramm CSC, der Evonik-Stiftung und der Novartis-Stiftung.

Seine Forschung: Die radikalische Polymerisation vinylischer Monomere ist weit verbreitet, doch dabei entstehen Polyvinylene, die biologisch kaum abbaubar sind und damit potenziell die Umwelt verschmutzen. Mit cyclischen Keten-Acetalen (CKAs) wandelt Gaitzsch die radikalische Polymerisation in eine Plattform für umweltfreundliche Materialien; dazu nutzt er Funktionalitäten wie pH-Responsivität oder Vernetzerfähigkeit. Indem auf Vinylene verzichtet wird, entstehen zudem definierte Abbauprodukte.

Dies wird unterstützt von Arbeiten zum Transport und zur Freisetzung von genetischem Material durch responsive Poly(CKAs) (sowie den Einbau solcher Monomerstrukturen in Polymernetzwerke).

Zwei Arbeiten aus dem Jahr 2025 illustrieren Gaitzschs Ansatz: eine zum Transport und zur Freisetzung von genetischem Material durch responsive poly-CKAs, die in Macromolecular Rapid Communications erschien,¹⁾ und eine zum Einsatz solcher Systeme als Netzwerke, die in ACS Applied Polymer Materials erschien.²⁾

Polymermanipulation mit Licht Fabian Eisenreich, TU Eindhoven

Fabian Eisenreich forscht seit 2022 an der Eindhoven University of Technology. Gefördert wird er über ein Veni-Stipendium, das Programm Circular Plastics NL und die EIC Pathfinder Challenges.

Seine Forschung: Eisenreichs Gruppe erforscht Polymermaterialien, die sich durch Lichtbestrahlung recyceln lassen oder deren Eigenschaften sich durch Licht ändern – beispielsweise ein Polymer, das sich durch Licht herstellen und zerlegen lässt: Bausteine mit zwei Aldehydgruppen wurden unter UV-Licht zu einem Polymer mit vielen OH-Gruppen verknüpft und anschließend mit sichtbarem Licht und einem Cer-Katalysator wieder in die Bausteine zerlegt. Ein vollständig lichtbasiertes, geschlossenes Kreislaufsystem ist so möglich.

Seine Arbeit in Advanced Materials aus dem Jahr 2025 beschreibt ein lichtgetriebenes, geschlossenes chemisches Recyclingsystem für Polypinakole.

Seine Motivation: kreativ zu nachhaltigen Lösungen beitragen und dabei Studierende für Forschung und Innovation begeistern.

Funktionalisierte 2-D-Nanomaterialien Ievgen Donskyi, FU Berlin

Ievgen Donskyi ist seit 2023 Nachwuchsgruppenleiter an der FU Berlin. Seine Forschung wird durch das Nanomatfutur-Programm des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert.

Seine Forschung: Donskyi verbindet Materialchemie-Grundlagen mit biomedizinischen Fragen. Indem er die Grenzflächenchemie besser versteht, entwickelt er darauf aufbauend funktionalisierte polymerbasierte 2-D-Nanomaterialien. Ein Schwerpunkt liegt darauf, Wechselwirkungen zwischen Materialoberflächen und biologischen Systemen wie Viren, Bakterien, Biomolekülen oder Zellen zu verstehen und zu steuern. Dazu kombiniert er Wechselwirkungsmechanismen, etwa elektrostatische und hydrophobe Effekte, auf definierten 2-D-Polymeroberflächen. So entstehen Materialien, deren Eigenschaften davon abhängen, welche funktionellen Gruppen die Oberfläche enthält und wie diese angeordnet sind.

Aktuelle Arbeiten in Biomacromolecules¹⁾ und Chemistry Europe²⁾ illustrieren die Gestaltung funktionaler Polymeroberflächen; die Wechselwirkungen mit biologischen Systemen hängen dabei von der Grenzflächenstruktur und der chemischen Funktionalität ab. Dazu zählen selbstassemblierte kovalent vernetzte 2-D-Strukturen mit funktionaler Oberfläche sowie bifunktionalisierte Graphenoberflächen, die elektrostatische und fluorophile Wechselwirkungen kombinieren, um selektiv beispielsweise Perfluoralkylsubstanzen an der Fest-Flüssig-Grenzfläche zu adsorbieren.

Polymerdesign und Synthesemethoden Kevin Neumann, Universität Nijmegen

Kevin Neumann arbeitet seit Ende 2021 als Assistant Professor an der Universität Nijmegen. Er leitet eine Forschungsgruppe mit dem Ziel, makromolekulare Architekturen für biomedizinische Anwendungen zu entwickeln und deren Strukturen zu kontrollieren. Dazu entwickelt seine Gruppe Konzepte für Polymerdesign und Synthesemethoden, einschließlich Klick-Chemie.

Seine Forschung: Seine Gruppe beschreibt ihren Stil als „konsequent unkonventionell“, um neue funktionale Systeme zu entwickeln. So hat sie zum Beispiel Ylide in die Polymerchemie eingeführt: Gruppen mit zwitterionischen Grenzstrukturen, die Polymere polar machen. Seine Doppel-Klick-Chemie-Strategie steuert, wann eine Wirkstoffverbindung freigegeben wird.

Im Jahr 2025 veröffentlichte die Gruppe einen Artikel in JACS Au zu Schwefel-Yliden, die als Poly(ethylenglykol)(PEG)-Endgruppe dafür sorgen, dass PEG weniger vom Immunsystem erkannt wird.¹⁾ Eine Arbeit in ACS Polymer Au beschreibt die Mehrfach-Funktionalisierung von Polymilchsäure (PLA), indem diese mit Sulfid-Tetrazinen funktionalisiert wird. Daran binden mehrere Moleküle mit unterschiedlichen funktionellen Gruppen, was viel Synthese und Aufreinigung spart.²⁾

Lichtinduzierte Ligation mit Aziden Azra Kocaarslan, Karlsruher Institut für Technologie

Azra Kocaarslan ist seit 2022 Nachwuchsgruppenleiterin am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), gefördert über das Young Investigator Group Preparation Program des KIT sowie ein Liebig-Stipendium.

Ihre Forschung: Sie forscht an lichtinduzierten Ligationsansätzen und nutzt dazu Azidchemie. Selektive photochemische Transformation von Aziden soll helfen, Bindungen für die Polymerwissenschaften zu entwickeln. Diese Reaktionen sollen mild, etwa bei Raumtemperatur, und ohne Katalysator ablaufen und nur dort, wo und solange Licht scheint. Durch Licht sollen sich über azidbasierte Chemie Urethanbindungen bilden. Dabei entstehen per Bestrahlung in situ Isocyanate, die anschließend mit anderen Molekülen reagieren. Das vermeidet giftige Reagenzien und Katalysatoren, wodurch sich die Reaktionen für selektive Ligation in Polymerwissenschaft und chemischer Biologie eignen.

In ihrer Arbeit aus dem Jahr 2025 im European Polymer Journal¹⁾ verschob sie die nötige Wellenlänge für die Curtius-Umlagerung vom UV-C-Bereich bei 254 nm in den sichtbaren Bereich bei 510 nm. Das schädigt andere Molekülteile im Polymer weniger als UV-Licht. Dazu entwarf sie elektronenreiche, konjugierte Acylazide, und der Mechanismus basiert anders als die klassische Curtius-Umlagerung nicht auf Isocyanaten.

Materialien mit reaktivitätskodierter Funktion Céline Calvino, Universität Freiburg

Céline Calvino wurde mit einem Agnes-Pockels-Fellowship ausgezeichnet, das ihr den Aufbau ihres unabhängigen Forschungsprogramms als Junior Research Group Leader am Exzellenzcluster Livmats der Universität Freiburg ermöglicht.

Ihre Forschung: Calvino entwirft Polymermaterialien, in denen chemische Reaktivität die Funktion kodiert. Dazu entwickelt sie molekulare Systeme mit verschiedenen Inputs wie Licht, Wärme oder mechanischer Kraft. Diese aktivieren Reaktionen, regulieren sie oder kehren sie um – so lässt sich steuern, wie sich ein Material aufbaut und wieder zerlegt. Beispielsweise startet ein Reiz eine Reaktion und ein weiterer reguliert die Umkehrbarkeit oder Geschwindigkeit.

Diese Systeme werden in Polymermaterialien umgesetzt, bei denen sich die Reaktivität schwer durch räumliche Beschränkung oder mechanische Zwänge steuern lässt; die Materialien reparieren sich oder zerlegen sich auf Abruf. Meist binden die stimulussensitiven Gruppen kovalent an die Seitenketten des Polymers.

Ihr Fernziel sind Materialien, die sich auf Kommando gezielt aufbauen und wieder in ihre ursprünglichen Bausteine zerlegen lassen – im Idealfall so sauber, dass sich daraus erneut funktionsfähiges Material herstellen lässt. Ihre Arbeiten aus dem Jahr 2025 behandeln orthogonale und multiresponsive Chinolinon-Systeme für reversible und recycelbare Polymernetzwerke¹⁾ sowie Klebstoffe basierend auf responsiven Mikrokapseln,²⁾ die sich durch Druck trennen.

Materialwissenschaft mit künstlicher Intelligenz Christopher Künneth, Universität Bayreuth

Christopher Künneth ist seit 2023 W1-Professor mit Tenure Track an der Universität Bayreuth.

Seine Forschung: Die Gruppe um Künneth wendet künstliche Intelligenz auf die Materialwissenschaft an, um schneller Materialien zu entdecken, entwerfen, entwickeln, optimieren und anzuwenden.

Die Gruppe verbindet Datenmanagement und -kuration, mehrskalige Materialrepräsentationen und die Entwicklung von Machine-Learning-Modellen. Außerdem will Künneth mit zugänglichen Tools erreichen, dass möglichst viele Forschende KI in der Materialwissenschaft nutzen. Diese Strategie deckt den Lebenszyklus der Materialentwicklung ab – von Entdeckung und Design bis zu Entwicklung und Einsatz. Sein Schwerpunkt dabei sind Polymere und nachhaltige Materialien, etwa Elektrodenmaterialien für Batterien.

Seine Arbeiten zur KI-gestützten Entdeckung von Materialien für Polymerelektroden erschienen im Jahr 2025 im Journal of Polymer Science.

Biomimetische Polymere Meike Leiske, Universität Bayreuth

Meike Leiske forscht seit Dezember 2022 an der Universität Bayreuth als Tenure-Track-W1-Professorin.

Ihre Forschung: Ihre Gruppe forscht an biomimetischen Polymeren und deren Eigenschaften an der Biogrenzfläche. Dabei interessiert sie besonders, chirale Polyelektrolyte zu entwerfen und anzuwenden.

Ihr Leitprinzip ist Minimierung: Sie untersucht kleine Strukturmotive und wie diese physikochemische Eigenschaften beeinflussen und mit biologischer Materie interagieren. Mit diesem Wissen entwickelt ihre Gruppe Polymer-Biomaterialien. In den Jahren 2024 und 2025 sind zwei Arbeiten zu zwitterionischen Polymeren auf Basis von Aminosäuren in Macromolecular Rapid Communications erschienen.^1,2)

• ¹ J. K. Elter, F. Sedlák, T. Palušák et al., Biomacromolecules 2025, 26, 2, 861–882
• ² N. Pallab, E. Sperlich, M. Schenderlein et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202501759
• ³ M. Reifarth, Soft Matter 2025, 21, 6658–6678
• ⁴ J. Reeb, Y. Shen, P. Theato, Y. Akae, Macromolecules, 2025, 58, 2701–2708
• ⁵ C. Schmidleitner, M. U. Kriehuber, R. Korotkov, S. Schlögl, E. Rossegger, Polym. Chem. 2025, 16, 963–971
• ⁶ P.-M. Egger, H. Sivetz, S. Renner et al., Polym. Chem. 2025, 16, 4783–4794
• ⁷ V. Londhe, M. F. Maitz, T. Chavakis et al., Adv. Healthcare Mater. 2025, 14, 2501431
• ⁸ J. Yadav, I. Hermes, A. Fery, Q. A. Besford, Small 2025, 21, 2409323
• ⁹ P. Weingarten, M. T.-Y. Lin, M. Kränzlein et al., RSC Appl. Polym. 2025, 3, 381–390
• ¹⁰ J. Hurst, F. Adams, S. Schnichels, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2407173
• ¹¹ D. I. Poliakova, S. S. Nechausov, D. S. Stepaniuk et al., ChemSusChem 2025, 18, e202501854
• ¹² Y. Deng, J. Debbeler, A. Traeger, J. Gaitzsch, Macromol. Rapid Commun. 2025, 47, e00722.
• ¹³ T. Meissner, S. Schäfer, C. Barner-Kowollik, S. Seiffert, J. Gaitzsch, ACS Appl. Polym. Mater. 2025, 7, 13936–13949
• ¹⁴ A. S. Yalin, P. Schara, Ž. Tomović, F. Eisenreich, Adv. Mater. 2025, 37, 2506733
• ¹⁵ T. M. Page, K. Ludwig, M. S. Haider et al., Biomacromolecules 2026, 27, 249–258
• ¹⁶ R. Schusterbauer, P. Schünemann, P. Nickl et al., Chem. Eur. J. 2026, 4, e202500240
• ¹⁷ D. M. Sánchez-Cerrillo, K. Shiraishi, L. Mallen-Huertas, R. Peters, JACS Au, 2025, 5, 4378–4388
• ¹⁸ J. S. Willems, D. M. Sánchez-Cerrillo, K. Gavriel, K. Neumann, ACS Polym. Au 2025, 5, 537–544
• ¹⁹ V. T. T. Thuy, S. Jana, W. Wenzel, P. Theato, A. Kocaarslan, Eur. Polym. J. 2025, 239, 114255
• ²⁰ C.-H. Stamp, A. Groß, A. B. Irulegui, B. N. Balzer, C. Calvino, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 32830–32839
• ²¹ C.-H. Stamp, J. Stumpp, C. Calvino, Adv. Mater. 2025, 37, 2414308
• ²² S. V. S. Ganti, L. Wölfel, C. Kuenneth, J. Polym. Sci. 2025, 63, 4631–4639
• ²³ J. De Breuck, V. Jérôme, R. Freitag, M. N. Leiske, Macromol. Rapid Commun. 2024, 46, 2400623
• ²⁴  T. M. Lutz, C. P. Braksch, J. De Breuck, M. Hartlieb, M. N. Leiske, Macromol. Rapid Commun. 2025, 47, 2401099.

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