Modellierung von Metallkomplexen im Verlauf katalytischer Reaktionen
Dr. habil. Olga Bokareva
Unsere Forschungsgruppe konzentriert sich auf die theoretische Modellierung photochemischer und photophysikalischer Prozesse in Übergangsmetallkomplexen. Diese Komplexe spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen katalytischen und photochemischen Anwendungen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, die aus der Wechselwirkung zwischen teilweise gefüllten d-Orbitalen und umgebenden organischen Liganden resultieren. Das Verständnis und die Vorhersage dieser Eigenschaften, insbesondere in elektronisch angeregten Zuständen, ist unerlässlich für die Entwicklung neuer Katalysatoren und photoaktiver Materialien.
Die genaue Modellierung von Übergangsmetallkomplexen bleibt eine Herausforderung, da statische und dynamische Elektronenkorrelationen, relativistische Effekte und Umwelteinflüsse berücksichtigt werden müssen. Um die Komplexität dieser Systeme zu bewältigen, verwenden wir eine Reihe fortschrittlicher rechnergestützter Techniken, darunter Multireferenzmethoden, Coupled-Cluster-Ansätze, speziell entwickelte Dichtefunktionaltheorien (DFT) und hybride Modelle der Quantenmechanik/Molekülmechanik (QM/MM). Darüber hinaus wenden wir dynamische Simulationen mit sowohl quasiklassischen als auch quantenmechanischen Methoden an, um die zeitliche Entwicklung von Katalysatoren nach Lichteinwirkung zu modellieren.
So können wir detaillierte Einblicke in das Verhalten von Metallkomplexen in verschiedenen Umgebungen gewinnen, von katalytischen Systemen bis hin zu biologischen Anwendungen. Durch die Überbrückung der Lücke zwischen Theorie und Experiment wollen wir zur Entwicklung effizienterer Katalysatoren und Materialien für eine Vielzahl von Anwendungen beitragen.
