Neues aus der Siliciumchemie

Greb erforscht neue Eigenschaften von Verbindungen mit Hauptgruppen-Elementen wie Silicium. Diese Elemente binden Moleküle – sogenannte Liganden – an sich und bilden Molekül-Komplexe. Während Silicium üblicherweise eine tetraedrische Anordnung bevorzugt, ist es Greb und seinem Team gelungen, durch gezielte Auswahl und Koordination der Liganden eine quadratisch-planare Geometrie zu erzwingen – und das bei Silicium in Oxidationsstufe IV. Diese Geometrie gilt als besonders ungewöhnlich und eröffnet dem Element neue physikochemische Eigenschaften sowie Anwendungsmöglichkeiten in Katalyse, Photochemie und Materialwissenschaft.

Maschinelles Lernen und molekulare Theorie

Auch seine theoretischen Arbeiten fanden bei der Jury großen Anklang. Im Zentrum steht dabei das chemische Grundprinzip der Lewis-Säuren und -Basen. Grebs Ziel: eine präzisere Klassifizierung der Bindungsstärken. Seine Arbeitsgruppe erstellt dafür eine umfangreiche Datenbank theoretischer Werte und überprüft diese experimentell im Labor. Mithilfe quantenmechanischer Berechnungen und maschinellen Lernens kann das Lewis-Potenzial von Komplexen exakt bestimmt – und sogar vorhergesagt – werden. Auf der Website der Forschungsgruppe steht ein interaktives Tool zur Verfügung, mit dem Interessierte eigene Moleküle zeichnen und berechnen lassen können. 

Jury: „Ein ganz neues Feld eröffnet“

Die Jury des Wacker Siliconpreises zeigte sich beeindruckt von der Kombination aus Synthese und Theorie. „Mit seiner Forschung an extrem Lewis-sauren Silicium-(IV)-Verbindungen hat Lutz Greb die Silicium-Chemie auf faszinierende Weise erweitert und sogar ein ganz neues Feld eröffnet”, erklärt Jury-Mitglied Prof. Matthias Driess von der Technischen Universität Berlin. „Es ist der Anfang einer breit nutzbaren Chemie auf Basis von Silicium, von der wir noch viel hören werden”, so Driess weiter, selbst ehemaliger Preisträger.

Forschung und Lehre mit Zukunft

Seit 2022 ist Lutz Greb Professor für anorganische Chemie an der Universität Heidelberg. In seinen Vorlesungen behandelt er unter anderem Hauptgruppenelemente, bioanorganische Chemie und angewandte Computerchemie. Der starke Praxisbezug seiner Forschung zieht viele Studierende an – die Arbeitsgruppe wächst kontinuierlich.

Greb studierte an der Universität Freiburg, absolvierte Forschungsaufenthalte in Paris und Toronto und promovierte 2013 am Karlsruher Institute of Technology. Nach einem Postdoc am Institut de Sciences et d'Ingénierie Supramoléculaires in Straßburg leitete er ab 2016 eine Nachwuchsgruppe in Heidelberg, gefördert durch das DFG Emmy-Noether-Programm und einen ERC Starting Grant. 2021 folgte er einem Ruf an die Freie Universität Berlin, bevor er schließlich als Professor nach Heidelberg zurückkehrte.

Quelle: Wacker Chemie AG