Universität Bielefeld und HZB kooperieren zu Nanoschichten und komplexen Materialien
Anke Kaysser-Pyzalla, Thomas Frederking, Gerhard Sagerer und Stephan Becker (v. l.) unterzeichnen den Kooperationsvertrag.Foto: Universität Bielefeld
Im Februar 2015 haben Uni-Rektor Professor Dr.-Ing. Gerhard Sagerer, Uni-Kanzler Dr. Stephan Becker und die Geschäftsführer des HZB, Professorin Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla und Thomas Frederking eine Vereinbarung über die Zusammenarbeit unterschrieben. Darin heißt es: „Die Kooperation soll zur Steigerung der wissenschaftlichen Exzellenz der Partner und zur Entwicklung regionaler Kompetenznetzwerke in Forschung, Lehre und Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses beitragen.“
Die HZB-Spitze besuchte im Februar die Universität Bielefeld, speziell die Laborräume für Helium-Ionen-Mikroskopie, für die Herstellung ultradünner Schichtsysteme sowie für Kleinwinkelröntgenstreuung und Polymer-Charakterisierung. Außerdem wurde der neue Ersatzneubau für die Experimentalphysik besichtigt. In Gesprächen mit dem Physiker Professor Dr. Günter Reiss, Arbeitsgruppe Dünne Schichten & Physik der Nanostrukturen, und dem Chemiker Professor Dr. Thomas Hellweg, Arbeitsgruppe Physikalische und Biophysikalische Chemie, wurden konkrete Inhalte der weiteren Zusammenarbeit ausgelotet: Geräte und Einrichtungen sollen gemeinsam genutzt werden, Wissenschaftliche Beschäftige des HZB sollen an der Universität lehren können und Professuren sollen gemeinsam berufen werden. Dafür legt die Vereinbarung den Grundstein.
Zusammenarbeit seit 2013
Die beiden Institutionen arbeiten bereits seit 2013 zusammen: Im DFG- geförderten Schwerpunktprogramm „Topologische Isolatoren“ erforschen Physikerinnen und Physiker der Universität Bielefeld und des HZB Materialien mit neuen Quanteneigenschaften für künftige Elektronik-Bauelemente. Die Bielefelder Chemie kooperiert darüber hinaus in einem vom BMBF geförderten Verbundforschungsvorhaben mit dem HZB: Gemeinsam sollen neue experimentelle Möglichkeiten zur Untersuchung von Nanomaterialien entwickelt werden.
Schwerpunkte an der Uni Bielefeld
Die Universität Bielefeld hat sich in ihrem Profilschwerpunkt Molekular- und Nanowissenschaften an den Schnittstellen zwischen Physik, Chemie, Biologie und Bioinformatik national und international sichtbar positioniert. Die aktuellen Forschungsschwerpunkte reichen von der Physik und Chemie molekularer Einzelprozesse in organischen Systemen über Nanoschichten und Nanopartikel bis hin zur Erforschung bakterieller, pflanzlicher und tierischer Zellen.
- BESSY II: Phosphorketten – ein 1D-Material mit 1D elektronischen EigenschaftenErstmals ist es einem Team an BESSY II gelungen, experimentell eindimensionale elektronische Eigenschaften in einem Material nachzuweisen. Die Proben bestanden aus kurzen Ketten aus Phosphoratomen, die sich auf einem Silbersubstrat selbst organisiert in bestimmten Winkeln bilden. Durch eine raffinierte Auswertung gelang es, die Beiträge von unterschiedlich ausgerichteten Ketten voneinander zu trennen und zu zeigen, dass die elektronischen Eigenschaften tatsächlich einen eindimensionalen Charakter besitzen. Berechnungen zeigten darüber hinaus, dass ein spannender Phasenübergang zu erwarten ist. Während das Material aus einzelnen Ketten halbleitend ist, wäre eine sehr dichte Kettenstruktur metallisch.
- Ein innerer Kompass für Meereslebewesen im PaläozänVor Jahrmillionen produzierten einige Meeresorganismen mysteriöse Magnetpartikel von ungewöhnlicher Größe, die heute als Fossilien in Sedimenten zu finden sind. Nun ist es einem internationalen Team gelungen, die magnetischen Domänen auf einem dieser „Riesenmagnetfossilien” mit einer raffinierten Methode an der Diamond-Röntgenquelle zu kartieren. Ihre Analyse zeigt, dass diese Partikel es den Organismen ermöglicht haben könnten, winzige Schwankungen sowohl in der Richtung als auch in der Intensität des Erdmagnetfelds wahrzunehmen. Dadurch konnten sie sich verorten und über den Ozean navigieren. Die neue Methode eignet sich auch, um zu testen, ob bestimmte Eisenoxidpartikel in Marsproben tatsächlich biogenen Ursprungs sind.
- Was vibrierende Moleküle über die Zellbiologie verratenMit Infrarot-Vibrationsspektroskopie an BESSY II lassen sich hochaufgelöste Karten von Molekülen in lebenden Zellen und Zellorganellen in ihrer natürlichen wässrigen Umgebung erstellen, zeigt eine neue Studie von einem Team aus HZB und Humboldt-Universität zu Berlin. Die Nano-IR-Spektroskopie mit SNOM an der IRIS-Beamline eignet sich, um winzige biologische Proben zu untersuchen und Infrarotbilder der Molekülschwingungen mit Nanometer-Auflösung zu erzeugen. Es ist sogar möglich, 3D-Informationen, also Infrarot-Tomogramme, aufzuzeichnen. Um das Verfahren zu testen, hat das Team Fibroblasten auf einer hochtransparenten SiC-Membran gezüchtet und in vivo untersucht. Die Methode ermöglicht neue Einblicke in die Zellbiologie.