Prof. Dr. Jochen Küpper – Leiter der CFEL "Controlled Molecule Imaging Gruppe"

Prof. Dr. Jochen Küpper – Leiter der CFEL "Controlled Molecule Imaging Gruppe"

Auf der Suche nach einem grundlegenden Verständnis chemischer Prozesse in der Natur entwickelt Jochen Küpper neuartige Methoden um Moleküle besser beobachten und verfolgen zu können. Aus diesen Beobachtungen soll eine neuartige Beschreibung dynamischer Prozesse in der Chemie entstehen, die in der Zukunft die Entwicklungen in der Chemie, den Materialwissenschaften sowie in Biologie und Medizin entscheidend voran bringt. Zudem werden die Erkenntnisse es erlauben chemische Abläufe besser zu kontrollieren und zum Beispiel effizientere Materialien zur Umwandlung von Licht in Strom oder neuartige Medikamente zu entwickeln.

Jochen Küpper entwickelt mit seiner Forschungsgruppe Controlled Molecule Imaging am Center for Free-Electron-Laser Science Methoden um komplexe Moleküle im Raum kontrolliert zu bewegen, nach Größe, Struktur und Aussehen zu sortieren und im Raum auszurichten. Diese kontrollierten Moleküle sind ideale Proben um ihre Struktur und Dynamik während chemischer Reaktionen genau zu verfolgen und letztlich auch die chemische Dynamik – und somit die Eigenschaften – zu kontrollieren. Diese kontrollierten Moleküle werden mit Laserlicht, Röntgenlicht oder Elektronenpaketen bestrahlt und mittels spezieller Kameras erhält man besonders detaillierte “Fotos” dieser Moleküle, die es erlauben die atomare und elektronische Struktur abzuleiten und zu verstehen. Aus Sequenzen von Fotos während chemischer Reaktionen können dann wie bei einem Daumenkino soggenannte Molekülfilme entwickelt werden, die ein detailliertes Verständnis der dynamischen Prozesse in der Natur liefern. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrats ERC geförderten Projekts COMOTION überträgt Jochen Küpper mit seinem Team diese Methoden nun auf biologische und nanowissenschaftliche Proben, um direkt die Dynamik von Viren, Proteinen, molekularen Maschinen usw. beobachten zu können. Zusammen mit dem Verständnis der elementaren Schritte chemischer Reaktionen kleinerer Moleküle, aus der weiterhin verfolgten ursprünglichen Forschungsarbeit, wird so ein hierarchisches Verständnis der chemischen Prozesse des Lebens aufgebaut.

Diese Arbeiten bauen auf der langjährigen Erfahrung von Jochen Küpper im Grenzgebiet von Chemie und Physik auf. Nach dem Studium der Chemie an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf folgten 2000 die Promotion in Düsseldorf und Postdoktorate in den USA und den Niederlanden zur präzisen spektroskopischen Untersuchung der Eigenschaften von Molekülen. Am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin begann dann die Entwicklung von Methoden um die Bewegung komplexer Moleküle mittels elektrischer Felder zu kontrollieren, womit Jochen Küpper 2009 an der FU Berlin in Experimentalphysik habilitiert wurde. 2010 folgte der gemeinsame Ruf auf eine wissenschaftliche Leitungsstelle am Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY und eine Professur für Experimentalphysik an der Universität Hamburg; seit 2015 ist Jochen Küpper zudem auch Professor für Chemie an der Universität Hamburg. Er ist leitender Wissenschaftler im Bundesexzellenz-Cluster Center for Ultrafast Imaging an der Universität Hamburg. Unter anderen erhielt Jochen Küpper 2009 den Nernst-Haber-Bodenstein Preis der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalischen Chemie, 2013 einen Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrats ERC und wurde 2014 eingeladener Fellow of the Royal Society of Chemistry, UK.

website: www.controlled-molecule-imaging.org