Sonderforschungsbereich „Nanoskalige Metalle“ wirbt 11 Millionen Euro ein
Licht wird durch den Nanopartikel fokussiert und die Energie lokal in verschiedene Formen umgewandelt, die dann Chemische Transformation antreiben. © Felix Stete
Am neuen SFB 1636 „Elementarprozesse lichtgetriebener Reaktionen an nanoskaligen Metallen“ beteiligen sich mehrere Arbeitsgruppen aus dem HZB.
Nanoskalige Metalle in der Forschung
„Wir sind begeistert und freuen uns auf die neuen Synergien, die durch den neuen Sonderforschungsbereich entstehen können“, sagt Prof. Matias Bargheer, der einer der Sprecher des neuen SFB an der Universität Potsdam ist. Aus dem HZB sind die Arbeitsgruppen um Renske van der Veen, Yan Lu und Alexander Föhlisch eingebunden, zusätzlich zum Team von Bargheer, der an der Universität Potsdam und am HZB eine gemeinsame Forschungsgruppe leitet.
Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit elementaren Prozessen, die lichtgesteuerte chemische Reaktionen an Metallen im Nanomaßstab auslösen. „An diesem faszinierenden Übergang zwischen Physik und Chemie sind noch viele Fragen unbeantwortet. Schon jetzt können wir unsere Konzepte auf organische Kupplungsreaktionen und Polymerisationen anwenden, z.B. um Nanopartikel asymmetrisch zu funktionalisieren“, beschreibt Prof. Dr. Matias Bargheer die Herausforderungen und Perspektiven ihrer gemeinsamen Forschung.
- Spintronik an BESSY II: Echtzeit-Analyse von magnetischen DoppelschichtsystemenSpintronische Bauelemente ermöglichen Datenverarbeitung mit deutlich weniger Energieverbrauch. Sie basieren auf der Wechselwirkung zwischen ferromagnetischen und antiferromagnetischen Schichten. Nun ist es einem Team von Freier Universität Berlin, HZB und Universität Uppsala gelungen, für jede Schicht separat zu verfolgen, wie sich die magnetische Ordnung verändert, nachdem ein kurzer Laserpuls das System angeregt hat. Dabei konnten sie auch die Hauptursache identifizieren, die für den Verlust der antiferromagnetischen Ordnung in der Oxidschicht sorgt: Die Anregung wird von den heißen Elektronen im ferromagnetischen Metall zu den Spins im Antiferromagneten transportiert.
- Elektrokatalysatoren: Ladungstrennung an der Fest-Flüssig-Grenzfläche modelliertWasserstoff spielt für die Wende hin zur CO₂-Neutralität eine entscheidende Rolle, sowohl als Energieträger als auch als Ausgangsstoff für die grüne Chemie. Die großtechnische Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse sowie vieler anderer chemischer Produkte erfordert jedoch deutlich kostengünstigere und effizientere Katalysatoren. Um Elektrokatalysatoren gezielt zu verbessern, ist es von großem Nutzen, die elektrochemischen Prozesse genau zu verstehen, die an der Grenzfläche zwischen dem festen Katalysator und dem flüssigen Medium ablaufen. Ein europäisches Team hat In der Fachzeitschrift Nature Communications ein leistungsfähiges Modell vorgestellt, das die Ladungstrennung an der Grenzfläche, die Bildung der elektrischen Doppelschicht sowie deren Einfluss auf die katalytische Aktivität hervorragend beschreibt.
- Umweltchemie an BESSY II: Radikale in GewässernWie entstehen in wässrigen Lösungen unter UV-Licht so genannte Radikale? Diese Frage spielt sowohl für die Gesundheitsforschung als auch für den Umweltschutz eine wichtige Rolle, beispielsweise im Zusammenhang mit der Überdüngung von Gewässern durch die Landwirtschaft. Ein Team hat nun an BESSY II eine neue Methode etabliert, um Hydroxyl-Radikale in Lösung zu untersuchen. Mit einem Trick konnten sie überraschende Einblicke in den Reaktionspfad gewinnen.