ERC-Grant für die Erforschung ionischer Flüssigkeiten

Ionische Flüssigkeiten haben einen unschlagbaren Vorteil: Anders als bestimmte konventionelle Substanzen, wie sie zum Beispiel in Nagellack enthalten sind, verdampfen diese Salze nicht. Aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften kann man sie fast beliebig verändern und damit zum Beispiel für die Katalyse in spezifischen chemischen Prozessen und großtechnischen industriellen Verfahren maßschneidern.

Mit einigen ionischen Flüssigkeiten kann man einen ähnlichen Effekt wie eine Teflonbeschichtung erreichen. „Unser Ziel ist es jedoch nicht, den Lotusblüten-Effekt zu ersetzen, sondern zum Beispiel dünne Antikorrosionsbeschichtungen auf ein wertvolles Material aufzubringen“, sagt Prof. Dr. Hans-Peter Steinbrück. Der aus ionischen Flüssigkeiten bestehende Film ist luftundurchlässig und unterbindet daher das Rosten.

Dieses mögliche Anwendungsszenario zeigt, womit sich Hans-Peter Steinrück und sein Team beschäftigen. „Wir untersuchen sowohl die Oberflächen als auch die Grenzflächen von ionischen Flüssigkeiten“, erläutert Steinrück. „Mit dem Projekt unternehmen wir einen bahnbrechenden Schritt von der gegenwärtigen Kenntnis der statischen Eigenschaften hin zu einer aktiven Kontrolle der an den Grenzflächen von ionischen Flüssigkeiten ablaufenden dynamischen Prozesse“, sagt Steinrück.

Das Ziel ist einerseits, die Beschaffenheit von Grenzflächen zu analysieren und auf der atomaren Ebene zu untersuchen, wie sich ultradünne Filme aus ionischen Flüssigkeiten bilden, wenn diese auf einen Feststoff aufgetragen werden. Andererseits sollen chemische Reaktionen in ionischen Flüssigkeiten in situ studiert werden – also während der Prozess abläuft und nicht erst danach, wenn lediglich das Endergebnis betrachtet werden würde. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse können später in der industriellen Anwendung die katalytische Herstellung neuartiger Chemikalien ermöglichen.

Weil ionische Flüssigkeiten im Gegensatz zu konventionellen Flüssigkeiten nicht verdampfen, können sie insbesondere mit den Methoden der Oberflächenforschung, die auf Vakuum angewiesen sind, in Bezug auf ihre Grenzflächeneigenschaften untersucht werden. Sehr gutes Vakuum ist – ähnlich wie bei den alten Fernsehröhren – notwendig, da sonst die für die Messung verwendeten Elektronen oder Ionen mit den Gasmolekülen zusammenstoßen würden, was die Messergebnisse verfälscht. Um die Flüssigkeiten auf atomarer Ebene chemisch zu analysieren, nutzen die FAU-Forscher speziell die Röntgenphotoelektronenspektroskopie und die Rastertunnelmikroskopie.

Über den Preis des Europäischen Forschungsrates in Höhe von 2,5 Millionen Euro freut sich Hans-Peter Steinrück sehr. „Der Preis ist für mich ein absolutes Highlight.“ ERC Grants basieren auf zwei Kriterien: der persönlichen Exzellenz und der Qualität des Forschungsvorhabens. „Ich verstehe den Preis einerseits für mich persönlich, und natürlich auch für meine Gruppe, als große Auszeichnung, die die weltweite Anerkennung unserer Arbeiten dokumentiert, und andererseits als Auftrag, das von mir initiierte und sehr ambitionierte Projekt zum Erfolg zu führen.“

Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück gilt auf dem Gebiet der Oberflächenforschung im Ultrahochvakuum als international anerkannter Experte. Bereits seit mehr als zehn Jahren betreibt der 1959 geborene Österreicher die Grundlagenerforschung ionischer Flüssigkeiten. Mit der Erforschung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Oberflächen beschäftigt er sich seit 30 Jahren. Nach Studium und Promotion an der Technischen Universität Graz und einem Postdoc-Aufenthalt an der Stanford University (USA) habilitierte er 1992 an der Technischen Universität München in Experimentalphysik. Dem Aufenthalt als Gastwissenschaftler an der Rutgers University (USA) folgte eine Professur für Experimentalphysik an der Universität Würzburg. Seit 1998 lehrt und forscht er am Department für Chemie und Pharmazie der FAU. Der Spitzenforscher ist Mitglied zahlreicher Akademien der Wissenschaften, Gutachtergremien und Beiräte.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück
Tel: 09131/85-27343
hans-peter.steinrueck@fau.de