HZB beteiligt sich an DFG-Gruppe zu Materialwissenschaften in der Zahnmedizin
Künstliche und natürliche Grenzzonen an einem mit dentalen Biomaterialien restaurierten Zahn sind verschiedenen mechanischen (links: Belastungen durch Druck, Zug und Scherung) und biologischen Einflüssen (rechts: Anhaftung und Eindringen von Bakterien, andere Wechselwirkungen mit biologischen Medien) ausgesetzt. © P. Zaslansky/Charité.
Zahnärztliche Füllungen oder Kronen sind großen Belastungen ausgesetzt. Mit Ansätzen aus Materialwissenschaften und Zahnmedizin wollen Forschende an der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Technischen Universität (TU) Berlin nun die eingesetzten Materialien untersuchen und beständiger machen. Die interdisziplinäre Forschungsgruppe „InterDent“, an der auch das Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPI-KG) beteiligt sind, wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 2,1 Millionen Euro zunächst für drei Jahre gefördert.
Mit dem Ziel, verbesserte Werkstoffe für die Zahnmedizin zu schaffen, werden die Wechselwirkungen verschiedener Materialien mit den umgebenden Geweben beleuchtet. In einem Teilprojekt soll die Vorhersage der Alterung harter Zahnbestandteile – der sogenannten Zahnhartsubstanz – in der Nähe von Zahnfüllungen in Abhängigkeit vom verwendeten Füllungsmaterial ermöglicht werden. Dazu werden die mikrostrukturellen und chemischen Eigenschaften des Dentins – also Zahnbeins –, die sich im Zuge der – als Sklerosierung bezeichneten – Verhärtung zunehmend verändern, zerstörungsfrei und mit hoher Empfindlichkeit und Auflösung untersucht. „Auf diese Weise wollen wir ein Modellsystem für die Dentinsklerose schaffen, das uns ein besseres Verständnis der Veränderungen von Struktur und Element-Zusammensetzung ermöglichen soll“, sagt Dr. Ioanna Mantouvalou vom HZB, die das Teilprojekt gemeinsam mit Dr. Paul Zaslansky leitet, dem Sprecher der Forschungsgruppe und Projektleiter am Institut für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde der Charité.
- Europäische Pilotlinie für innovative Tandem-SolarzellenPEPPERONI ist ein vierjähriges Forschungs- und Innovationsprojekt, das im Rahmen von Horizon Europe kofinanziert und gemeinsam vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Qcells koordiniert wird. Das Projekt wird dazu beitragen, die Markteinführung und Massenproduktion von Perowskit/Silizium-Tandem-Photovoltaik-Technologien voranzubringen.
- Wie sich Photoelektroden im Kontakt mit Wasser verändernPhotoelektroden auf der Basis von BiVO4 gelten als Top-Kandidaten für die solare Wasserstofferzeugung. Doch was passiert eigentlich, wenn sie mit Wassermolekülen in Kontakt kommen? Eine Studie im Journal of the American Chemical Society hat diese entscheidende Frage nun teilweise beantwortet: Überschüssige Elektronen aus dotierten Fremdelementen oder Defekten fördern die Dissoziation von Wasser, was wiederum sogenannte Polaronen an der Oberfläche stabilisiert. Dies zeigen Daten aus Experimenten eines HZB-Teams an der Advanced Light Source des Lawrence Berkeley National Laboratory. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, bessere Photoanoden für die grüne Wasserstoffproduktion zu entwickeln.
- BESSY II: Einfluss von Protonen auf WassermoleküleWie Wasserstoff-Ionen oder Protonen mit ihrer wässrigen Umgebung wechselwirken, hat große Praxisrelevanz, ob in der Technologie von Brennstoffzellen oder in den Lebenswissenschaften. Nun hat ein großes internationales Konsortium an der Röntgenquelle BESSY II diese Frage experimentell im Detail untersucht und neue Effekte entdeckt. So verändert die Anwesenheit eines Protons die elektronische Struktur der drei innersten Wassermoleküle, wirkt sich aber außerdem auch noch darüber hinaus über ein langreichweitiges Feld auf eine Hydrathülle aus fünf weiteren Wassermolekülen aus.