Dr. Laura Heinen
Laura Heinens Forschung ist inspiriert von der faszinierenden Komplexität lebender Systeme. Lebensähnliche Funktionen erfordern von einem Material dynamisch zu sein, sich selbst zu regulieren und Reaktionen über die Zeit aufrechtzuerhalten. Der offensichtlichste Grund, warum dies in biologischen Systemen beispiellos gelingt, ist nach Lauras Meinung die Tatsache, dass sie außerhalb des Gleichgewichts funktionieren und Informationen auf verschiedenen Ebenen verarbeiten. Gerade deshalb sind biologische Systeme allen vom Menschen geschaffenen Nicht-Gleichgewichtssystemen weit überlegen: Sie sind mit einem vollwertigen Stoffwechsel ausgestattet und werden von einem nur schwer fassbaren informationellen Subsystem gesteuert. Mit ihrer Forschung will sie diese Lücke schließen und weiche Materialsysteme entwickeln, die mit einem minimalen Stoffwechsel ausgestattet sind, das heißt mit kinetisch kontrollierten Reaktionsnetzwerken, die die Energie- und Materieflüsse steuern.
Ihr Hauptforschungsinteresse gilt der Entwicklung energieautarker und metabolisch aktiver weicher Materialsysteme. Unter energieautark versteht sie Systeme, die in der Lage sind, Energie zu gewinnen, umzuwandeln und zu speichern, die (später) zur Verrichtung von Arbeit und zur Aufrechterhaltung aktiver Materialfunktionen verwendet werden kann. Unter metabolisch aktiv versteht sie Systeme, die über interne Reaktionsnetzwerke verfügen, die in der Lage sind, die Energie- und Materieflüsse zu steuern. Dies beinhaltet insbesondere die Zufuhr, Regeneration und den Abbau von molekularen Bausteinen. Das zentrale Thema ihrer Forschung ist daher die Frage, wie wir Energieflüsse mit dissipativen weichen Materialsystemen koppeln könnenso dass wir ihre Lebenszyklen verstehen, aufrechterhalten und kontrollieren können, während gleichzeitig neue systemische Materialeigenschaften entstehen können.