Min forskning er drevet af en fascination af overgangsmetaller og udfordringen ved at forstå dem gennem beregningsmodeller. Overgangsmetaller er fascinerende på grund af deres utrolige alsidighed og deres centrale roller i både industrielle applikationer og biologiske systemer.
Et særligt spændende eksempel, der bygger bro mellem industri, kemi og biologi, er en nyligt opdaget familie af kobberholdige enzymer kendt som LPMO'er (lytiske polysaccharid monooxygenaser). Disse bemærkelsesværdige enzymer, der findes i visse svampe og bakterier, er nøglespillere i nedbrydning af biomasse. Deres opdagelse revolutionerede vores forståelse af, hvor hurtigt biomasse kan nedbrydes i naturen – en proces, der tidligere blev anset for at være ret langsom. I dag udnyttes LPMO'er i industrien til at omdanne biomasseaffald til biobrændstoffer - et lovende spring mod bæredygtig energi. På trods af deres potentiale er denne proces dog langt fra optimeret, hovedsageligt fordi vi stadig ikke fuldt ud forstår, hvordan LPMO'er fungerer. Interessant nok peger nylige opdagelser også på en mørkere side af LPMO'er: Nogle patogene bakterier ser ud til at bruge dem i forbindelse med alvorlige infektioner, men detaljerne forbliver et mysterium.
Det er her, beregningsmodeller kommer ind i billedet. Disse modeller er ved at blive vigtige værktøjer til at optrevle de komplekse mekanismer i kemi og biologi. Jo bedre vi forstår disse processer på atomart niveau, jo bedre kan vi finjustere dem - såsom at forbedre LPMO-ydeevnen for at øge produktionen af biobrændstoffer og støtte overgangen til vedvarende energi.
Men på trods af disse spændende muligheder kæmper de nuværende beregningsmetoder ofte med at beskrive selv relativt simple overgangsmetalsystemer nøjagtigt. Derfor er en central del af min forskning at udvikle nye, mere robuste metoder, der kan håndtere alt fra små metalkomplekser til komplekse biomolekylære systemer som proteiner. Disse metoder er baseret på kvantemekanik, selvom vi også integrerer hurtigere klassiske tilgange og hybride kvanteklassiske modeller, når det er relevant.
Vores arbejde er meget samarbejdende, og jeg arbejder regelmæssigt med både teoretiske og eksperimentelle kemikere, i Danmark og internationalt, for at skubbe grænserne for, hvad vi kan modellere.
Min forskning er støttet af:
1. Villum fondens Villum Young Investigator program
2. Det svenske Videnskabsråd (Vetenskapsrådet)
3. Danmarks Frie Forskningsfond (DFF)
