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Nr. 77, 06.07.2013  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE 

Bedingt stabil

In der Chemie ist es manchmal ganz schön vertrackt: Gerade wenn etwas nicht wirklich stabil daherkommt, entfaltet es bemerkenswerte Wirkungen.


Matthias Regus bei der Feinabstimmung an der Hochdruckvakuumanlage Foto: pur.pur

Diesem Phänomen widmet sich das Schwerpunktprogramm 1415, das sich der Präparation, Charakterisierung und Untersuchung von kristallinen Nichtgleichgewichtsphasen widmet. 2010 bewilligte die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) erstmals eine dreijährige Förderung für das Programm, nun gab sie bis Ende 2014 weitere zirka 5,8 Millionen Euro frei.

»Wir sind sehr zufrieden, wie das läuft«, freut sich der Kieler Chemiker Professor Wolfgang Bensch, der zusammen mit seinem Bayreuther Kollegen Professor Josef Breu für den Forschungsschwerpunkt verantwort-lich ist und Projekte in ganz Deutschland koordiniert. Beachtung finden die mit Forscherinnen und Forschern aus Physik, Materialwissenschaft und Theoriebildung zusammenarbeiten – den Chemikerinnen und Chemiker laut Bensch nicht nur bei der DFG, sondern auch in internationalen Fachkreisen. Einladungen zu Vorträgen gibt es nach Honolulu und Russland ebenso wie in andere Länder.

Zwar auf der Ebene von Grundlagenforschung, zugleich aber nicht wirklich weit weg von mög­lichen praktischen Anwendungen, widmen sich die bundesweit etwa 70 im Schwer­punkt­programm tätigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einem Phänomen, das den Men­schen immer wieder im Alltag begegnet.

Eine DVD beispielsweise ist nur dann lösch- und damit wiederbeschreibbar, wenn ihre optisch aktive Schicht zwischen zwei Zuständen wechseln kann. Ein Laserstrahl schaltet entweder auf amorph mit zufällig angeordneten Bausteinen oder auf metastabil kristallin mit geordneten Bausteinen, jedoch nicht in den unaufhebbaren stabilen kristallinen Zustand.

Berühmt ist auch die Geschichte des weltweit ersten wirksamen AIDS-Medikaments, dessen Produktion eingestellt werden musste, weil sich der metastabile Zustand des Wirkstoffs in eine stabile kristalline Form umwandelte und kein Weg zurück in die ursprüngliche metastabile Form gefunden wurde. Dadurch wurde das Medikament unbrauchbar.

Das Schwerpunktprogramm 1415 trebt nun an, ganz gezielt die Bildung kristalliner Nicht­gleich­gewichtsphasen zu untersuchen. Und dazu müssen die beteiligten Forscherinnen und Forscher verstehen, was genau passiert, wenn sich kristalline Feststoffe bilden und vom einen in den anderen Zustand wechseln. Dies geschieht experimen-tell und besonders bei den von Bensch geleiteten Arbeiten oft mit Hilfe der sogenannten In-situ-Untersuchung. »An Ort und Stelle«, wie es das latei-nische Wort sagt, werden dabei die Prozesse während der Bildung eines Stoffes beobachtet und analysiert. Theoretische Aspekte und Konstrukte spielen beim Verständnis der Vorgänge ebenfalls eine bedeutende Rolle.

Viele neue Erkenntnisse bringt das von Bensch als Sprecher geleitete Schwerpunktprogramm auch dank der Unterstützung aus anderen Disziplinen und der Expertisen der beteiligen Arbeits-gruppen. Sowohl die mikroskopischen und weiteren analytischen Instrumente als auch die Computertechnik haben in den vergangenen Jahren so rasante Fortschritte gemacht, dass früher verborgene Dinge plötzlich sicht und erklärbar werden.

Segensreiche Wirkungen beobachtet Bensch derweil auch übers eigentliche Thema hinaus. Durch vernetzte Projekte mit Beteiligten an mehreren deutschen Hochschulstandorten entstehen Strukturen und Kontakte, die sich im wissenschaftlichen Alltag immer wieder als nützlich erweisen: »Das erweitert den eigenen Horizont enorm.«

Martin Geist
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