Forschung

Viele der bahnbrechendsten Beiträge moderner Wissenschaft zur Gesellschaft gingen aus interdisziplinärer Arbeit hervor und haben unter anderem neue Bildgebungs- und Sensortechnologien (Kernspinresonanzspektroskopie, Röntgenbeugung, Elektronenmikroskopie) ermöglicht.

BioQ wird den Status Quo revolutionieren, neuartige Sensortechnologien für das weite Feld der Lebenswissenschaften entwickeln und ungekannten Zugang und Einsichten in die Struktur und Funktion einzelner Biomoleküle unter physiologischen Bedingungen bieten. Weiterführend ist der Einsatz dieser Technologien für die Beobachtung biologischer Prozesse bis in den Quantenbereich und mit atomarer Auflösung geplant. Auf dieser Maßstabsebene wird davon ausgegangen, dass Quanteneigenschaften eine wichtige Rolle spielen für die Funktion von Umgebungslärm ausgesetzten biologischen Systemen.

BioQ hat unter anderem zum Ziel, das Zusammenspiel zwischen Dynamiken der Quantenkohärenz, molekularen Vibrationen und Umgebungslärm aufgrund molekularer Vibrationen in biologischen Prozessen zu enträtseln und Experimente zu deren Vorhersehbarkeit zu entwerfen und auszuführen. BioQ wird das Verständnis und die Kontrolle biologischer Systeme auf die nächste Ebene führen und neue Wege schaffen um biologische Systeme mit Quantengeräten zu koppeln. Zu diesem Zweck wird sich BioQ die Fähigkeit biologischer Systeme sich selbst in hochgeordneten Strukturen anzuordnen zunutze machen, um aus funktionalisierten Nanodiamanten hybride Materialien zu bilden, die in der Lage sind, komplexe Quantendynamiken bei Zimmertemperatur zu nutzen.

Ein tiefergreifendes Verständnis biologischer Prozesse wird in den Bereichen Wirkstoffdesign und Bioimaging neue Möglichkeiten eröffnen. Die Aufklärung von Prozessen und Dynamiken im Energietransport kann den Weg ebnen für die Entwicklung effizienterer Lichtsammlungssysteme. Selbstorganisierte hybride Bio-Quantengeräte bieten neue Perspektiven hinsichtlich der Quantentechnologie. Die vielfältigen Herausforderungen dieses ambitionierten Programms werden von einem interdisziplinären Team angegangen unter der Führung von drei Projektleitern aus den Bereichen experimentelle Festkörperphysik, theoretische Quantenphysik und Biochemie. Die Zusammensetzung dieser Expertisen ist ausschlaggebend für den Erfolg von BioQ.