Dr. Hanieh Mianehrow
Forschungsinteressen
Die faszinierenden Farben in der Natur, sowohl bei Tieren als auch bei Pflanzen, sind eine Inspirationsquelle für Forscher, um Materialien mit ähnlich brillanten Farben herzustellen. Ein interessantes Beispiel sind Früchte mit metallisch-blauer Strukturfärbung wie Margaritaria nobilis (siehe Abb. 1). Solche Farben werden nicht durch herkömmliche Pigmente erzeugt, sondern durch die Strukturierung transparenter Materialien auf einer Längenskala, die mit sichtbarem Licht wechselwirken kann.
Abbildung 1: Metallisch blaue Farbe in frischen Früchten von Margaritaria nobilis. © 2016 Die Autoren von https://doi.org/10.1098/rsif.2016.0645. Lizenziert unter CC BY 4.0.
Um Materialien mit einem ähnlichen visuellen Erscheinungsbild zu entwickeln, ist ein grundlegendes Verständnis der chemischen Zusammensetzung der Hauptkomponenten und der molekularen Wechselwirkungen zwischen ihnen erforderlich. In der pflanzlichen Zellwand liegt die Cellulose normalerweise in Form von hierarchisch angeordneten Mikrofibrillen vor, die von Hemicellulosen bedeckt sind. Cellulose und Hemicellulosen haben von Natur aus eine hohe Affinität zueinander, und die chemische Zusammensetzung der Hemicellulosen beeinflusst die molekulare Adhäsion zwischen ihnen. Um den Einfluss der Hemicellulosen auf die Anordnung der Cellulosefasern in der pflanzlichen Zellwand zu verstehen, müssen die molekularen Wechselwirkungen zwischen beiden untersucht werden. Die Molekulardynamik-Simulation (MD) ist ein leistungsfähiges Werkzeug, das detaillierte Informationen über die Wechselwirkungen zwischen Cellulose und Hemicellulose auf atomarer Ebene liefert. Solche grundlegenden Untersuchungen helfen uns nicht nur, den Ursprung der strukturellen Farben in ähnlichen Früchten zu verstehen, sondern sie öffnen auch viele Türen zum Verständnis der molekularen Anordnung von Cellulose und Hemicellulosen in der pflanzlichen Zellwand.
Ich interessiere mich besonders für:
- Analyse des Einflusses der Substitution von Xylan, der häufigsten Hemicellulose, auf das Ausmaß der Wechselwirkung mit Cellulosekristallen.
- Adhäsion zwischen Xylan und Zellulosekristallen
- Konformationsanalyse von Xylan in Gegenwart der hydrophoben und hydrophilen Zellulosekristalloberfläche.
Abbildung 2: Momentaufnahme der Xylankette auf einem Cellulosekristall nach 50 ns MD-Simulation
Publikationen
https://scholar.google.de/citations?user=JZnaeB0AAAAJ&hl=en&oi=ao
Vita
Dr. Hanieh Mianehrow ist Postdoktorandin und Maria Skłodowska-Curie-Postdoktorandin in der Abteilung für Nachhaltige und Bio-inspirierte Materialien unter der Leitung von Prof. Silvia Vignolini am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung.
In ihrer Doktorarbeit befasste sie sich mit der Beziehung zwischen Nanostruktur und Eigenschaften von Bio-Nanokompositen aus Cellulose und Graphenoxid.
Neben fortgeschrittenen Charakterisierungstechniken nutzte Dr. Mianehrow Molekulardynamik-Simulationen (MD), um die Grenzflächenwechselwirkungen zwischen Cellulose-Nanofibrillen und Graphenoxid zu untersuchen. Am MPIKG setzt sie ihre Simulationsarbeit fort und versucht, die Wechselwirkungen zwischen Hemicellulose und Cellulose zu verstehen. Das Hauptziel ihrer Forschung ist es, zu verstehen, wie verschiedene Substitutionen an Xylan, einer der häufigsten Hemicellulosen, die Wechselwirkungen zwischen Xylan und Cellulosekristallen beeinflussen. Eine solche grundlegende Studie würde Aufschluss über die Selbstorganisation von Cellulosefasern in der pflanzlichen Zellwand und über die Entstehung von Strukturfarben in strukturfarbigen Fruchtarten wie Margaritaria nobolis geben.