LFU:online

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - fachspezifische Erkenntnisse und Prinzipien materialanalytischer Methoden und Verfahren kritisch zu bewerten, einschließlich traditioneller und neuerer Verfahren wie Quecksilberporosimetrie, BET, RFA sowie Infrarot- und Raman-Spektroskopie; - aktuelle Forschung und Trends im Bereich der materialanalytischen Chemie zu reflektieren, insbesondere im Kontext von spektroskopischen Methoden; - die Grenzen und Anwendungsbereiche verschiedener analytischer Verfahren im Kontext materialwissenschaftlicher Fragestellungen zu erkennen; - erweiterte Kenntnisse über den Aufbau, das Messprinzip und die Funktionsweise verschiedener Sensortypen zu interpretieren, einschließlich elektrochemischer, optischer Sensoren, Halbleiter-Gassensoren und Biosensoren; - komplexe Zusammenhänge und Entwicklungen in der Sensorik zu analysieren, insbesondere moderne Entwicklungen und Miniaturisierung basierend auf Feldeffekt-Transistoren und Sensorarrays; - Entscheidungen zur Auswahl geeigneter Analyseverfahren in Abhängigkeit vom gegebenen Material und dem Untersuchungszweck zu treffen, einschließlich der Berücksichtigung von Sensoreigenschaften, Detektionsgrenzen und spezifischen Anforderungen des Untersuchungskontexts.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - fortgeschrittene Aspekte der Lebensmittelanalytik zu verstehen und zu bewerten, einschließlich nationaler und internationaler rechtlicher Regelungen, Probenahme, Probenaufbereitung, Lebensmittel Analysenverfahren, Bestimmung der Hauptkomponenten von Lebensmitteln, Analytik von Schadstoffen, Kontaminanten, Rückständen, Lebensmittelallergenen und Nachweis der Authentizität von Lebensmitteln; - fortgeschrittene labordiagnostische Analysetechniken biologischer Proben zu erläutern und deren klinische Relevanz zu diskutieren, einschließlich Probennahme, PCR-Diagnostik und immunologischen Verfahren wie Enzymimmunoassays; - die modernen molekularbiologischen Analysemethoden und ihre Anwendungen im Bereich der Genomik, Proteomik und Metabolomik zu interpretieren, einschließlich Mutationsdiagnostik, ELISA-Verfahren und Biomarker-Analytik mittels MALDI, SELDI und MELDI; - aktuelle Methoden der Naturstoff-Extraktion und deren technische Besonderheiten zu beschreiben, einschließlich Mikrowellenextraktion, PLE und SFE; - innovative Techniken der Probenaufreinigung kritisch zu reflektieren und deren Vorteile und Limitationen gegenüber konventionellen Methoden zu diskutieren, einschließlich Festphasenextraktion und LLE; - die Prinzipien und Anwendungen von Trennungstechniken für Naturstoffe zu erläutern, mit besonderem Schwerpunkt auf der Kopplung mit Massenspektrometrie; - die chemisch-analytischen Herausforderungen bei der Untersuchung komplexer Matrices wie Lebensmitteln, biologischen Proben und Drogen zu bewerten und geeignete Analysestrategien zu empfehlen; - aktuelle Trends und Entwicklungen in der analytischen Chemie zu beurteilen und ihre potenziellen Auswirkungen auf zukünftige Forschungsrichtungen und Anwendungen zu antizipieren.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - Wissen und Verständnis für fortschrittliche Konzepte und Theorien der Festkörperchemie anzuwenden, einschließlich moderner Synthesestrategien wie Hochtemperatur und Hochdrucksynthesen, festkörperspezifischer Charakterisierungsmethoden sowie aktueller Forschungsfelder und Anwendungen; - integriertes Wissen und Problemlösungsfähigkeiten in der Festkörperchemie anzuwenden, einschließlich der Interpretation experimenteller Ergebnisse, der Analyse von Funktionsmaterialien und der Anwendung festkörperspezifischer Charakterisierungsmethoden; - kritisches Urteilsvermögen in der Beurteilung und Anwendung von Methoden und Techniken der Hochdruck-Festkörperchemie zu zeigen, einschließlich der MultianvilTechnik, der Synthese neuer Funktionsmaterialien und aktueller Fragestellungen; - unabhängige Experimente unter Verwendung moderner Hochdrucksynthesetechniken durchzuführen, einschließlich der Planung, Auswahl geeigneter Syntheseparameter und sicherer Laborpraktiken; - Ergebnisse und Erkenntnisse aus der Festkörperchemie sowohl mündlich als auch schriftlich in klarer und professioneller Weise zu kommunizieren, einschließlich der Diskussion von Forschungsergebnissen, der Präsentation von Synthesen und der Interpretation von Daten; - eigenständig und ethisch verantwortungsvoll in der wissenschaftlichen Forschung und Anwendung der Festkörperchemie zu handeln, einschließlich der Berücksichtigung von Sicherheitsvorschriften, ethischer Überlegungen und wissenschaftlicher Integrität.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - moderne Prinzipien der Reaktivität von molekularen Hauptgruppenverbindungen zu erläutern, einschließlich ihres Designs und ihrer Funktionen zur Bindungsaktivierung und als Katalysatoren; - Prinzipien der Reaktivität der f-Elemente zu analysieren und zu interpretieren, inklusive der Unterschiede zu d- und p-Block Elementen. Verständnis der generellen Eigenschaften, Erzeugung künstlicher Elemente, Radioaktivität; - die Prinzipien der Heterokern-NMR-Spektroskopie zu beschreiben, einschließlich der Zusammenhänge zwischen Kernspin, magnetischem Dipolmoment, Larmorfrequenz und Zeeman-Energie, und der Abschätzung der Signalintensität; - detaillierte Kenntnisse über die (klassische) Koordinationschemie der f-Elemente anhand unterschiedlicher Ligandenklassen darzulegen, einschließlich Cyclopentadienyle, Alkoxide, Thiole und Phenole, Amide, Phosphine, Phosphide und N-heterozyklische Carbene; - fortgeschrittene Methoden der NMR-Spektroskopie zu interpretieren, einschließlich moderner 2D-Methoden, Hyperpolarisierungseffekte und Festkörper-NMR-Spektroskopie; - die Auswirkungen und Mechanismen der indirekten Spin-Spin-Kopplung in der NMRSpektroskopie zu analysieren; - Reaktivitätsprinzipien anhand von Hauptgruppenelement-Mehrfachbindungen, Verbindungen mit verschiedenen Koordinationszahlen sowie Superbasen, Supersäuren und ambiphilen Verbindungen zu analysieren; - die Prinzipien und Mechanismen des Kern-Overhauser-Effekts in der NMR-Spektroskopie zu erläutern.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - grundlegende und fortgeschrittene Prinzipien der Röntgendiffraktometrie an Einkristallen zu erklären, einschließlich der Methoden, Charakteristika und dem aktuellen Stand der Technik; - die verschiedenen Methoden der Einkristall-Röntgenstrukturanalyse zu beschreiben und zu unterscheiden, einschließlich ihrer Anwendungen, Vorteile und Limitationen; - eigenständige Einkristallstrukturanalysen an ausgewählten Komplexverbindungen, metallorganischen Verbindungen und Festkörpern durchzuführen, einschließlich der Auswahl geeigneter Verfahren, der praktischen Umsetzung und der Interpretation der Ergebnisse; - computergestützte Auswertung und Visualisierung der Daten von Einkristallstrukturanalysen durchzuführen, einschließlich der Auswahl und Anwendung geeigneter Software-Tools, der Dateninterpretation und der Präsentation der Ergebnisse; - die strukturelle Charakterisierung von anorganischen Materialien im Festkörper vorzunehmen, einschließlich der Interpretation von Strukturdaten, der Bestimmung von Materialkennwerten und der Anwendung in der Forschung und Entwicklung; - kritische Analysen und Bewertungen von Forschungsergebnissen im Bereich der Röntgendiffraktometrie an Einkristallen durchzuführen, einschließlich der Identifizierung von Stärken und Schwächen, der Anwendung von Best Practices und der Ableitung von Schlussfolgerungen und Empfehlungen.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - ein tiefes Verständnis von Prinzipien und Techniken der massenspektrometrischen Proteomik zu demonstrieren, einschließlich quantitativer Analyse komplexer Proteomgemische, posttranslationaler Modifizierungen und Anwendungen in der Systembiologie und Grundlagenforschung; - kritische und systematische Bewertungen der Anwendung der Massenspektrometrie in der Industrie durchzuführen, einschließlich der Untersuchung von Wirkstoffen, Proteinen und ihrer Relevanz in der massenspektrometrischen Bio- und Proteomanalytik; - fortgeschrittene biochemische Ansätze und Technologien in der Tumorforschung zu verstehen, einschließlich onkogener Signalübertragung, Tumorstoffwechsel und Tumortranskriptomik; - ein tiefgreifendes Verständnis für Signalübertragungskaskaden und Metabolismus im Kontext von Tumorforschung zu entwickeln, einschließlich der Regulation, Therapie und methodischer Herausforderungen verschiedener Disziplinen; - Wissen aus verschiedenen biochemischen Disziplinen einschließlich Systemonkologie, Bioengineering und der Anwendung massenspektrometrischer Techniken in der Forschung kritisch zu bewerten und zusammenzufassen; - fortgeschrittene Kenntnisse und Fähigkeiten zu entwickeln, um aktuelle Herausforderungen und Entwicklungen in der Biochemie kritisch zu analysieren und zu bewerten, einschließlich der Integration von Wissen aus massenspektrometrischer Proteomik, Signalübertragungskaskaden und Metabolismus in therapeutischen Ansätzen.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - kritische Urteile über die verschiedenen Katalysetypen in der organischen Chemie zu fällen, einschließlich ihrer energetischen Grundlagen, Unterschiede zwischen SäureBasen-Katalyse und Übergangsmetallkatalyse sowie der Anwendung in der Festphasensynthese organischer Verbindungen; - innovative Lösungsansätze und Konzepte im Bereich der Biokatalyse zu diskutieren, einschließlich der Katalyse durch Proteine und Nukleinsäuren sowie aktueller Problematiken; - umfassendes Wissen über Mechanismen organischer Reaktionen zu zeigen, einschließlich methodischer Ansätze wie Isotopeneffekte und NMR sowie der Unterscheidung zwischen Eliminierungen, Substitutionen und perizyklischen Reaktionen; - aktuelle und fortgeschrittene Beispiele von organischen Reaktionsmechanismen kritisch zu analysieren, einschließlich Photochemie, Übergangsmetallkatalyse und komplexer Molekülsynthese; - Veränderungen und Umlagerungen organischer Moleküle in Bezug auf Fragmentierungen zu verstehen, einschließlich der Anwendung in der komplexen Molekülsynthese und aktuellen Problemstellungen; - komplexe Zusammenhänge und Abläufe in der Stereochemie und supramolekularen Chemie zu erläutern, einschließlich der Systematik der Stereochemie, der Bedeutung von Symmetrieelementen in organischen Verbindungen und der Organisationsprinzipien von Supramolekülen; - umfangreiche Kenntnisse über supramolekulare Verbindungen in der chemisch-biologischen Synthese zu demonstrieren, einschließlich der Verwendung und Funktionalität supramolekularer Systeme anhand aktueller Beispiele; - Erkenntnisse im Bereich der organischen Chemie zur Lösung aktueller und komplexer Fragestellungen zu nutzen, einschließlich der Herausforderungen und Chancen in der Forschung und Entwicklung.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - fortgeschrittene Techniken der NMR-Spektroskopie zur spektroskopischen Charakterisierung organischer Verbindungen, Nanomaterialien und Biomoleküle zu verstehen und zu beschreiben, einschließlich Resonanzen, Spin-Wechselwirkungen und spektroskopischer Signaturen; - modernste massenspektrometrische Methoden zur spektrometrischen Charakterisierung organischer Verbindungen, Nanomaterialien und Biomoleküle zu identifizieren und zu erläutern, einschließlich Ionisationsmethoden, Massenanalyse und Detektion; - Syntheseprodukte oder Naturstoffe eigenständig mithilfe verschiedener spektroskopischer Techniken zu charakterisieren, einschließlich (heteronuklearer) NMR-Spektroskopie, Massenspektrometrie, UV-VIS-, CD-, IR- und Fluoreszenz-Spektroskopie; - Daten aus (heteronuklearer) NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie effizient zu interpretieren, um eine klare und genaue Strukturaufklärung von organischen Molekülen, Nanomaterialien und Biomolekülen durchzuführen; - Methoden der UV-VIS-, CD-, IR- und Fluoreszenz-Spektroskopie anzuwenden und zu interpretieren, um zusätzliche Informationen zur Struktur und Dynamik von Molekülen zu erhalten; - experimentelle Herausforderungen und Grenzen der verschiedenen spektroskopischen Techniken zu erkennen und geeignete Lösungsstrategien oder alternative Techniken zur Charakterisierung von Verbindungen zu identifizieren; - spektroskopische Daten aus verschiedenen Quellen effizient zu integrieren, um eine umfassende und genaue Charakterisierung komplexer organischer Verbindungen, Nanomaterialien oder Biomoleküle durchzuführen; - die Sicherheit und ethischen Überlegungen bei der Anwendung dieser spektroskopischen Techniken in einem Laborumfeld zu berücksichtigen, einschließlich der ordnungsgemäßen Handhabung von Proben, Instrumenten und Daten.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - komplexe und spezialisierte Kenntnisse und Methoden im Bereich der organischen Chemie kritisch anzuwenden und zu erweitern, einschließlich der automatisierten Festphasensynthese, der Isolation von Naturstoffen und gezielten Naturstoff-Transformationen oder -Synthesen; - selbstständig in einer Arbeitsgruppe innerhalb der organischen Chemie zu agieren und aktuelle Forschungsthemen experimentell zu bearbeiten, einschließlich der Planung, Durchführung und Interpretation der Ergebnisse; - innovative Lösungsansätze zur Bewältigung von wissenschaftlichen Fragestellungen in der organischen Chemie zu entwickeln und umzusetzen, einschließlich der Anwendung moderner Synthesemethoden, Techniken zur Isolation und Analyse von Naturstoffen sowie der Verwendung von geeigneten Instrumenten und Geräten.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - tiefgehende Kenntnisse über die Mechanismen von Oberflächenprozessen zu generieren und anzuwenden, einschließlich Mechanismen der molekularen und dissoziativen Adsorption, Kisliuk-Isotherme und Potentialenergie-Oberflächen; - elektronische und strukturelle Grundlagen der heterogenen Katalyse zu verstehen und kritisch zu bewerten, einschließlich physikalisch-chemischer Eigenschaften von nanostrukturierten katalytischen Materialien, Abgasreinigung und CO¿-Speicherung; - fortgeschrittene elektrochemische Phänomene und Anwendungen in der Energieforschung zu analysieren, einschließlich Vertiefungen in Elektrokatalyse, Brennstoff- und Elektrolysezellen sowie theoretischen Konzepten zur Erklärung von katalytischer Reaktivität; - eigenständig in aktuellen Forschungsbereichen der physikalischen Chemie zu arbeiten und Ergebnisse zu interpretieren, einschließlich Charakterisierung von Oberflächen- und Adsorbatsystemen, elektro-katalytischer Charakterisierung und Spektroskopie-Methoden wie IR, Raman und UV-VIS.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - grundlegende und fortgeschrittene Konzepte der Kryochemie, insbesondere von wässrigen Lösungen bzw. volatilen Komponenten, zu verstehen und zu erläutern, einschließlich des Gefrier- und Auftauverhaltens, der Gefrierkonzentration sowie der Phänomene Verglasung und Kaltkristallisation; - das erworbene Wissen in den Kontext verschiedener wissenschaftlicher und technischer Anwendungen zu stellen, einschließlich ihrer Bedeutung in der Astronomie (z.B. Bildung von Planeten, Sternen und Galaxien), in der Glaziologie (z. B. Gletscher und Eisschilde) und in der Lebensmittelindustrie (z. B. Gefriertrocknen); - mit aktuellen Forschungsmethoden im Bereich der Kryochemie zu arbeiten, einschließlich der Herstellung und Analyse von wässrigen Lösungen unter Kryobedingungen; - fortgeschrittene analytische Techniken anzuwenden und zu interpretieren, insbesondere Methoden wie Kryomikroskopie, Kryo-XRD und Kryo-Kalorimetrie; - verschiedene Herstellungsmethoden für Materialien unter Kryobedingungen zu nutzen und zu bewerten, einschließlich Vitrifizierung, Gasphasenabscheidung und Hochdruck-Kryosynthese.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - Methoden zur Bestimmung der Morphologie, Struktur und chemischen Zusammensetzung von Oberflächen und Grenzflächen zu verstehen und zu erläutern, einschließlich Rastertunnelmikroskopie, Röntgenphotoelektronenspektroskopie, Tiefenprofil-Analyse und Adsorptionsspektroskopie; - experimentelle Arbeiten im Bereich Grenzflächen- und Materialanalytik durchzuführen und zu analysieren, einschließlich der Nutzung von (elektrochemischem) STM und Tiefenprofil-Analyse mit Röntgenphotoelektronenspektroskopie; - die Grundlagen und Anwendungen von Rastersondenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und weiteren mikroskopischen Techniken zu verstehen und zu beschreiben, einschließlich Oberflächen-Potenzial-Mikroskopie, Electric-Force-Mikroskopie, Reibungsmikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie; - Oberflächen im nanoskopischen Bereich und mit atomarer Auflösung zu charakterisieren, einschließlich der Verwendung von Rastersondenmethoden, und Untersuchungen von Nanoteilchen und Schichtmaterialien mit Elektronenmikroskopie durchzuführen.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - fortgeschrittene Konzepte der Chemoinformatik zu verstehen, einschließlich der Aspekte von Molekularen Deskriptoren, Chemischer Ähnlichkeit und Virtual Screening; - Methoden und Techniken des strukturbasierten Designs zu ergründen und die Relevanz und Anwendung von chemischen Datenbanken in der Theoretischen Chemie zu begreifen; - Technologien und Methodiken im Bereich Machine Learning und Artificial Intelligence im Kontext der Chemie zu erkennen und deren Anwendungen im Bereich Molecular Modelling zu verstehen; - praktische Fertigkeiten zur Charakterisierung von Wirkstoffmolekülen zu entwickeln und deren Wechselwirkungen durch Anwendung von Molecular Modelling Methoden zu analysieren und zu interpretieren.

Anmeldevoraussetzung: keine

Lernergebnis: Die Studierenden sind in der Lage: - komplexe Konzepte der Polarisierbarkeit und Mehrkörpereffekte kritisch zu analysieren und zu bewerten, einschließlich der grundlegenden Theorien, der Anwendung reaktiver Kraftfelder und periodischer Ansätze in der Quantenmechanik; - die Prinzipien und Methoden der Dichtefunktionaltheorie auf fortgeschrittenem Niveau zu synthetisieren und zu interpretieren, einschließlich ihrer Anwendungen, Grenzen und Relevanz in der Materialwissenschaft; - numerische Codes und Computeranwendungen professionell zu handhaben, um physikalisch-chemische Eigenschaften von Materialien vorauszusagen und zu berechnen, einschließlich der Auswahl geeigneter Methoden, der Analyse von Ergebnissen und der Anwendung in realen Szenarien; - praktische Fertigkeiten im Umgang mit Software und numerischen Tools zur Ermittlung von Materialeigenschaften zu demonstrieren und zu perfektionieren, einschließlich der Fähigkeit zur Problemidentifikation, Lösungsoptimierung und Dateninterpretation.