Die Fakultät bekennt sich zur Bildung von wissenschaftlichen Themenfeldern und Schwerpunkten. Dem entsprechend sollen innovative Arbeitsgebiete vorwiegend in den Bereichen Materialchemie, Biologische Chemie und Computergestützte Chemie weiter entwickelt werden.
Es besteht ein prinzipieller Unterschied in den Studienangeboten der Universität Wien
(Studium „Chemie“) und der Technischen Universität Wien (Studium „Technische Chemie“).
Dem entsprechend sind an der Universität die Lehrinhalte auf allen Studienebenen stärker von biologischer Chemie, sowohl in experimenteller als auch theoretischer Hinsicht, geprägt, während an der TU die technologischen Fächer eindeutig im Vordergrund stehen.
Während im Bachelorstudium wegen der Anzahl der Studierenden und der technischen Ausrüstung getrennte Studiengänge sinnvoll erscheinen, ergeben sich im Masterstudiengang sehr hilfreiche synergetische Effekte in einer gemeinsamen Gestaltung der Ausbildung, beispielsweise in Materialwissenschaften/Materialchemie. Hier können die Studierenden der Universität von der partiell technologisch orientierten Ausbildung profitieren, die TU-Studierenden dagegen von Grundlagen und theoretischen Ansätzen, wie sie in der Universität weiterentwickelt werden.
Kooperationen sowohl in wissenschaftlicher Hinsicht als auch in der Lehre ergeben sich auch mit der Universität für Bodenkultur Wien. Besonders sei etwa auf die Nano-Biotechnologie und die technologischen Aspekte der Lebensmittelchemie hingewiesen. In diesen Bereichen profitiert die Universität Wien, wohingegen die Universität Wien synthetische und analytische Expertisen sowie Laser-„know-how“ zur Verfügung stellen kann. Bioaktive Verbindungen und Ergebnisse aus der Nano-Medizin gemäß Entwicklungen innerhalb der Universität Wien zeigen interessante Anwendungen in der Medizin, die sich noch weiter ausbauen lassen. So ist eine wissenschaftliche Abstimmung im Bereich der Forschung zwischen der Universität Wien, der Technischen Universität Wien, der Universität für Bodenkultur Wien und der Medizinischen Universität Wien mit großen Entwicklungspotentialen verbunden.
13.2. Themenfelder und Forschungsschwerpunkte
Die Themenfelder der Fakultät sind die Materialchemie, die Biologische Chemie sowie die Computergestützte Chemie:
Materialchemie: Ziel des Themenfelds „Materialchemie“ ist die Entwicklung innovativer Werkstoffe und Materialien mit neuen funktionellen Eigenschaften. So seien
thermoelektrische und magnetische Materialien besonders hervorgehoben sowie Speichermedien, etwa bezüglich Wasserstoff. Ein wesentlicher Aspekt ist auch die
Entwicklung funktioneller Materialien mit der Fähigkeit zur molekularen Erkennung, wie es für Trenntechniken und Sensoren notwendig ist. Zur Erreichung dieser Ziele sind neben Synthesestrategien auch methodische Weiterentwicklungen von Untersuchungsmethoden zu deren Charakterisierung hervorzuheben. So lassen sich Relationen zwischen
Materialeigenschaften und deren Funktionalität herstellen. Im Vordergrund steht die Entwicklung von umweltfreundlichen Materialien, beispielsweise für elektronische
Anwendungen, und die Bearbeitung von Werkstoffen mit elektrochemischen Verfahren und Lasermethoden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Bestimmung der Eigenschaften zwei- und dreidimensionaler Materialien, sowohl mit theoretischen als auch experimentellen Methoden.
Die Ergebnisse experimenteller Arbeiten werden mit Modellbildung, wie etwa Simulationen, interpretiert, wodurch die beobachteten Phänomene besser verstanden werden können.
Biologische Chemie: Die Entwicklungen von Synthesestrategien in der Bioanorganischen und Organischen Chemie zur Herstellung von bioaktiven Verbindungen sind besondere
Forschungsziele. Dabei werden Beziehungen zwischen Struktur und Funktionalität von Molekülen und deren metabolisierten Produkten untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf die Proteinchemie sowie die Glykokonjugat- und Nukleinsäurenchemie gelegt wird. Ein wichtiges Thema bilden biologisch/medizinische Fragestellungen zur Entwicklung von Zytostatika und zur Aufklärung ihres Wirkungsmechanismus in der Bioanorganischen Chemie und Bioorganischen Chemie samt klinischen Studien über deren Wirksamkeit an Krebszellen. Von größter Bedeutung für diese Fragestellungen sind mechanistische Aspekte zur Klärung von Wirkungsmechanismen. Hierfür wird das gesamte Repertoire
Spektroskopischer und Analytischer Methoden eingesetzt. Hervorzuheben sind insbesondere NMR- und Massen-Spektroskopie, sowie Röntgendiffraktometrie, Trenntechniken und Chemosensoren. So lassen sich bioaktive kleine Moleküle, Biopolymere bis hin zu intakten Zellen charakterisieren. Weitergehende strukturelle Aussagen über Biomoleküle lassen sich mit theoretischen Ansätzen über Simulationsverfahren gewinnen.
In diesem Themenfeld ist die wechselseitige Abstimmung mit der Fakultät für Lebenswissenschaften und dem Zentrum für Molekulare Biologie erforderlich.
Computergestützte Chemie: Eine der wichtigsten Aufgaben dieses Themenfelds ist die Entwicklung von Methoden, Algorithmen und entsprechender Softwarepakete im Bereich der chemischen Modellbildung und Simulation von chemischen Prozessen und biologischen Netzwerken. Da durch solche Methoden und Werkzeuge im Vorfeld wichtige Hinweise für gezielte experimentelle Arbeiten gewonnen werden, sind Einsparungen im experimentellen Bereich zu erwarten. Die Computergestützte Chemie ist für die Fakultät für Chemie ein Querschnittsfach. So werden wichtige Vorhersagen und Interpretationen von kleinen Molekülen bis hin zu Biopolymeren erzielt und funktionelle Materialien lassen sich auch so designen.
In diesem Forschungsschwerpunkt ist eine enge Kooperation mit dem universitären
Forschungsschwerpunkt Rechnergestützte Wissenschaften, der Fakultät für Informatik und der Fakultät für Mathematik von großer Bedeutung. Zielführend erscheint dabei die Strategie, wie über „Distributed Computing“ in größeren Netzwerken (Grid-Computing) höhere
Rechenleistungen erzielt werden können.
Folgende Forschungsschwerpunkte bestehen:
Bioaktive Moleküle
Sowohl die Organische als auch Anorganische Chemie beschäftigen sich in synthetischer Hinsicht mit kleinen bioaktiven Molekülen, z. B. Zytostatika. So werden Synthesestrategien für Mikrotubuli stabilisierende Zytostatika entwickelt. Eine andere Verbindungsklasse basiert auf Koordinationsverbindungen, die in die Synthese der Tumor-DNA eingreift. Biologische Tests und klinische Erprobungen sind bereits weit fortgeschritten. Weiterhin werden
antibiotische Wirkstoffe, Entzündungshemmer, Vitamine und bioaktive Kohlenhydrate hergestellt sowie enzymanaloge Wechselwirkungen an Modellverbindungen studiert.
Bei diesen Untersuchungen werden insbesondere spektroskopische Methoden, wie NMR (Nuclear-Magnetic-Resonance) und MS (Massenspektroskopie), Röntgendiffraktometrie sowie Trenntechniken eingesetzt und zell- und molekularbiologische Methoden genutzt.
Bioanalytik
Ein zentrales Feld in der Analytischen Chemie besteht in der quantitativen Erfassung bioaktiver Verbindungen bis hin zu Zellen in komplexer Matrix. Hier ist die Wirkstoff- und Toxinanalyse anzuführen, wobei die Enantioselektivität pharmakologisch eine große Rolle spielt. Weiterhin sind Proteomics, Metabolomics, Lipidomics, Glycomics bis hin zu Viren und Zellen und deren Unterscheidung große Herausforderungen. All diese Analyte stellen auch Inhaltsstoffe und Kontaminationen von Lebensmitteln dar. Insbesondere mit neuen analytischen Ansätzen, Mikrotrenntechniken (HPLC, CE), Massenspektroskopie bzw. deren Kopplung sowie Schnellanalytik wie immunologischen Verfahren und Sensortechniken lassen sich diese Aufgaben lösen.
Nanotechnologie der Grenzflächen
Nanostrukturen stellen als organisierte Materie ein Bindeglied zwischen Molekül und makrospischer Welt dar, bei denen Quanteneffekte eine bedeutende Rolle spielen. So sind derartige Phänomene in der Katalyse, bei der Gewinnung von Solarstrom und Wasserstoff von größter Bedeutung. Nanotechnologie ist in der Bioanalytik, Trenntechniken und Sensorik nicht wegzudenken. Hierfür sind innovative instrumentelle Methoden wie etwa
Strukturierungen mit Femtosekunden-Lasern oder elektrochemische Verfahren kombiniert mit STM (Scanning-Tunnel-Microscopy) von Bedeutung. Wichtige Anwendungen ergeben sich bei technischen, biologischen und medizinischen Fragestellungen.
Funktionelle Materialien
Funktionelle Materialien sind die Grundlage unserer modernen Industriegesellschaft, etwa in der Energiegewinnung, der Flugzeugindustrie und in der Informationstechnologie bis hin zur Medizin. Die Fakultät für Chemie betreibt Grundlagenforschung bei metallischen,
keramischen Werkstoffen und Hybridmaterialien. So sind z. B. korrosionsresistente Hochtemperaturwerkstoffe für Turbinen, umweltfreundliche Materialien für die Mikroelektronik und mikro- bzw. nanostrukturierte Materialien für die Sensorik und beispielsweise die NMR-Diagnostik von größter Bedeutung.
Die Charakterisierung erfolgt beispielsweise mit Röntgenbeugung, Neutronenbeugung und Synchrotonstrahlung, Thermoanalyse und elektrochemischen Methoden. Zur Absicherung der Phänomene und Voraussagen dienen Rechnungen, die immer mehr verfeinert werden.
Biomolekulare Simulation
Es werden effiziente Algorithmen für Simulationsverfahren bei Biopolymeren und Polymeren entwickelt. So sind die Analyse der Struktur und Dynamik von Biomolekülen sowie die Protein-Ligand- und Protein-Protein-Wechselwirkung von größtem Interesse.
Wirklichkeitsnahe Ergebnisse werden erhalten, wenn man in die Rechnungen die Solvatation durch Lösungsmittel mit einbezieht. Ein wesentlicher Aspekt dieser Simulationen sind Strukturermittlungen bei der RNA.
Quantenmechanische Simulation
In diesem Schwerpunkt werden Programmpakete auf quantenmechanischer Grundlage zur Berechnung spektroskopischer Daten von Molekülen und zu Simulationen der Dynamik chemischer Prozesse erstellt. So lässt sich die Photodynamik biologischer Systeme, molekulare Cluster und spezifische Wechselwirkungen erfolgreich vorhersagen.
Quantenchemische Methoden werden ebenfalls in der Festkörperchemie eingesetzt. So werden etwa elektrische Eigenschaften und Wasserstoffspeichermedien simuliert.
13.3. Professuren zum Stichtag 1. Oktober 2007
Zur leichteren Übersicht sind hier sämtliche zum Stichtag 1. Oktober 2007 bestehenden Professuren (§ 98 Universitätsgesetz 2002, inkl. allfälliger Vorziehprofessuren) angegeben
(siehe S. 47: Widmung von Professuren). Diese Momentaufnahme präjudiziert in keiner Weise die im folgenden Abschnitt vorgenommenen und die zukünftigen
Professurenwidmungen.
• Analytische Chemie
• Analytische Chemie
• Anorganische Chemie I
• Anorganische Chemie II
• Chemische Molekulardynamik
• Lebensmittelchemie
• Organische Chemie
• Organische Chemie mit besonderer Berücksichtigung der organischen Strukturchemie
• Organische Chemie mit besonderer Berücksichtigung der organischen Synthesechemie
• Physikalische Chemie
• Physikalische Chemie der Werkstoffe
• Theoretische Chemie
• Theoretische Chemie
13.4. Fachliche Widmung von Professuren und Umsetzung
Professuren in Besetzung (Stichtag: 1. Oktober 2007)
• Lebensmittelchemie (Mitwirkung der Fakultät für Lebenswissenschaften bei der Ausschreibung und Besetzung dieser Professur)
• Biologische Chemie (Mitwirkung der Fakultät für Lebenswissenschaften bei der Ausschreibung und Besetzung dieser Professur)
• Biochemische Modellierung
• Biophysikalische Chemie (Mitwirkung der Fakultät für Lebenswissenschaften bei der Ausschreibung und Besetzung dieser Professur)
Wiederbesetzungen im Einklang mit den Forschungsschwerpunkten und zur Sicherung der Grundlagenfächer
Die Fakultät besitzt auf Grund der guten Ausstattung mit Personal und dessen Altersstruktur Reserven für die zukünftige Besetzungspolitik. Eine Aufstockung des Personals der Fakultät aus Mitteln der Gesamtuniversität ist daher nicht erforderlich.
Die Stelle der Doppelprofessur der Fakultät für Chemie gemeinsam mit der Fakultät für Informatik soll zur Gänze aus den Personalressourcen der Fakultät für Chemie aufgebracht werden.
Zur Schwerpunktbildung und Abstimmung im Wiener Raum siehe S. 46:
Materialwissenschaften – Funktionalisierte Materialien und Nanostrukturen.
• Fachliche Widmung: Synthetische Materialchemie Bezug: universitärer Forschungsschwerpunkt
Materialwissenschaften – Funktionalisierte Materialien und Nanostrukturen, Forschungsschwerpunkt Funktionelle Materialien
Besetzungszeitpunkt: nach Freiwerden der Professur „Physikalische Chemie der Werkstoffe“ (voraussichtlich 1. Oktober 2011); zur Stärkung des universitären Forschungsschwerpunkts
Materialwissenschaften – Funktionalisierte Materialien und Nanostrukturen erfolgt eine Vorziehung aus Mitteln der Fakultät
• Fachliche Widmung: Trenntechniken und Bioanalytik
Bezug: Forschungsschwerpunkte Bioanalytik, bioaktive Moleküle, Nanotechnologie der Grenzflächen
Besetzungszeitpunkt: nach Freiwerden der Professur „Analytische Chemie“
(voraussichtlich 1. Oktober 2011)
• Fachliche Widmung: Organische Synthese: Naturstoffe, Methoden Bezug: Sicherung der Grundlagenfächer für die
Forschungsschwerpunkte (zugehörig zum Themenfeld Biologische Chemie)
Besetzungszeitpunkt: nach Freiwerden der Professur „Organische Chemie mit besonderer Berücksichtigung der organischen
Strukturchemie“ (voraussichtlich 1. Oktober 2011)
• Fachliche Widmung: Umweltchemie
Bezug: Forschungsschwerpunkt Nanotechnologie der
Grenzflächen, Sicherung der Grundlagenfächer für die Forschungsschwerpunkte (zugehörig zu den
Themenfeldern Materialchemie, Biologische Chemie) Besetzungszeitpunkt: nach Freiwerden der Professur „Analytische Chemie“
(voraussichtlich 1. Oktober 2012)
• Fachliche Widmung: Chemische Katalyse
Bezug: universitärer Forschungsschwerpunkt
Materialwissenschaften – Funktionalisierte Materialien und Nanostrukturen, Forschungsschwerpunkt bioaktive Moleküle
Besetzungszeitpunkt: nach Freiwerden der Professur „Organische Chemie mit besonderer Berücksichtigung der organischen
Synthesechemie“ (voraussichtlich 1. Oktober 2012)
Besondere Maßnahmen der Profilbildung der Universität Wien
Im Bereich der Vernetzung der Informatik mit Anwendungsdisziplinen soll ein Schwerpunkt der universitären Profilentwicklung gesetzt werden. Doppelprofessuren (vgl. oben S. 49: Doppelprofessuren („joint appointments“)) sollen in diesem Bereich zum Kristallisationspunkt für aktuelle interdisziplinäre Verknüpfungen werden.
Die Detailausrichtung der Doppelprofessur soll von der Fakultät für Informatik und der Fakultät für Chemie gemeinsam erarbeitet werden.
• Fachliche Widmung: Computergestützte Chemie – Theoretische Chemie/Scientific Computing (Doppelprofessur gemeinsam mit der Fakultät für Informatik)
Bezug: universitäre Forschungsschwerpunkte Rechnergestützte Wissenschaften, Materialwissenschaften –
Funktionalisierte Materialien und Nanostrukturen,
Forschungsschwerpunkt Scientific Computing (Fakultät für Informatik) und Sicherung der Grundlagenfächer für die Forschungsschwerpunkte (zugehörig zum Themenfeld computergestützte Chemie, Fakultät für Chemie) Besetzungszeitpunkt: ab 2009, nach vorheriger Nicht-Nachbesetzung
freiwerdender Mittelbau-Stellen in der Fakultät für Chemie in ausreichendem Ausmaß
Im Rahmen des Austrian Educational Competence Center Chemie (siehe S. 26:
Lehramt: Entwicklungslinien der integrierten LehrerInnenbildung) soll statt der bestehenden auf zwei Jahre befristeten Professur nun eine unbefristete Professur eingerichtet werden.
• Fachliche Widmung: Didaktik der Chemie
Bezug: Austrian Educational Competence Center Chemie
Besetzungszeitpunkt: nach Genehmigung des Entwicklungsplans; die Universität Wien geht von der Finanzierung im Wege der
Leistungsvereinbarung für 2010–2012 aus