NewIn: Robert J. Mayer

Die Regeln der Reaktion

Wenn Robert J. Mayer über Chemie spricht, landet er schnell bei der Katalyse. Sie sei „gewissermaßen das Herzstück der Chemie“, sagt er, weil sie Reaktionen schneller, effizienter oder überhaupt erst möglich mache. Mit seiner neuen Professur für physikalisch-organische Chemie der Katalyse untersucht Mayer, nach welchen Regeln solche Reaktionen ablaufen – und wie sie sich mithilfe automatisierter Experimente, Computerchemie und datenbasierter Modelle künftig vorhersagen lassen. 

Im Labor betrachtet seine Arbeitsgruppe deshalb nicht einzelne Reaktionen isoliert, sondern führt viele Experimente unter vergleichbaren Bedingungen durch, um belastbare Datensätze zu erzeugen. „Automatisierung ermöglicht es uns, hunderte oder tausende Reaktionen parallel durchzuführen – und vor allem unter standardisierten Bedingungen“, sagt Mayer. Gerade diese Standardisierung sei entscheidend, damit datenbasierte Modelle Zusammenhänge zuverlässig erkennen und optimale Reaktionsbedingungen vorhersagen können. 

Solche Modelle sollen helfen, schneller geeignete Bedingungen für chemische Reaktionen zu finden – etwa für die Synthese neuer Moleküle, nachhaltigere chemische Prozesse oder die Entwicklung von Wirkstoffen. 

Zugleich reicht Mayers Forschung weit über unmittelbare Anwendungen hinaus. Seine Gruppe untersucht auch katalytische Reaktionen in Wasser, komplexe Reaktionsnetzwerke und Fragen, die mit der Entstehung der ersten Moleküle des Lebens zusammenhängen. Mayer selbst beschreibt dieses Spannungsfeld als einen Grund, warum ihn Chemie seit seiner Schulzeit fasziniert: Sie erlaubt es, alltägliche Prozesse zu verstehen – und zugleich die Grundlagen chemischer Entwicklung zu erforschen. 

Vom Labor in den Hörsaal

Die Automatisierung verändert dabei auch den Alltag im Labor. Weil Roboter viele Experimente parallel und unter gleichbleibenden Bedingungen ausführen können, verschiebt sich die Arbeit der Forschenden stärker in Richtung Planung, Auswertung und Interpretation. „Durch Automatisierung ändert sich der Laboralltag ganz grundlegend“, sagt Mayer. „Forschende investieren mehr Zeit in die Vorbereitung und Analyse von Experimenten als in deren Durchführung selbst.“ 

Diese systematische Sicht auf chemische Prozesse prägt für Mayer auch die Lehre. Seine Studierenden sollen nicht nur Inhalte lernen, sondern verstehen, wie sich Reaktionen als Systeme analysieren und künftig besser vorhersagen lassen – genau jene Perspektive, die auch seine Forschung zur automatisierten und datenbasierten Katalyse bestimmt.