SFB "Nanopartikel": Einer der Besten

Zu den bundesweit besten Sonderforschungsbereichen darf sich der Duisburger SFB „Nanopartikel aus der Gasphase. Entstehung, Struktur, Eigenschaften“ zählen, der jetzt turnusgemäß begutachtet wurde.

Die Experten der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) kamen dabei zu dem Schluss, dass die Forschergruppe aus Physikern und Ingenieuren trotz ihres weiten Fächerspektrums exzellent zusammenarbeitet und gute Fortschritte gemacht hat. Deshalb wird der SFB auch in den kommenden drei Jahren mit etwa neun Mio. DM weitergefördert.

Materialeigenschaften maßschneidern

Im Mittelpunkt der gemeinsamen Spitzenforschung stehen die kleinsten Bausteine der Materie: Nano heißt übersetzt „Zwerg“. Die Nanotechnologie gehört zu den Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Das Besondere daran ist: Wenn es gelingt, Materialien im Maßstab von wenigen millionstel Millimeter (Nanometer) gezielt zu erzeugen, können deren Eigenschaften je nach späterem Einsatzgebiet maßgeschneidert werden.

So können etwa Daten immer dichter auf Festplatten gespeichert werden. Mini-Elektroniken sorgen in Handys für hochkomplexe Operationen in der Signalübertragung. Weil sich aber die Eigenschaften fester Körper ändern, wenn man sie nur genügend klein macht, ergeben sich in vielen Bereichen auch neue grundlagenwissenschaftliche Fragestellungen.

Grundlagenwissenschaftliche Fragestellung

Je winziger die Materiepartikel sind, desto größer wird die Rolle der Oberfläche für die Materialeigenschaft. Bei einem 1 cm großen Eisenwürfel befindet sich beispielsweise nur der hunderttausendste Teil eines Prozents aller Eisenatome auf der Würfeloberfläche. Ist der Würfel aber nur fünf Nanometer groß, liegen schon fast ein Fünftel aller Atome an der Oberfläche. Und hier liegen völlig andere physikalisch-chemische Verhältnisse vor als im Innern der Materie.

Im Duisburger SFB arbeiten Ingenieure und Physiker Hand in Hand, um millionstel Millimeter kleine Partikel herzustellen und zu charakterisieren. Wichtig ist dies zur Klärung der Frage, wie sich die physikalischen Eigenschaften verschiedenster Materialien allein dadurch modifizieren lassen, dass man sie immer kleiner macht.

Der Hauptbeitrag der Ingenieure liegt in der verfahrenstechnischen Expertise bei der Herstellung der Nanopartikel. Die Physiker sind im wesentlichen für die strukturelle und chemische Charakterisierung der Teilchen verantwortlich. Der besondere Akzent liegt in den kommenden drei Jahren auf der Herstellung von beschichteten Partikeln, die z.B. einen magnetischen Kern und eine magnetische Hülle aufweisen.