Institute und Experten

Es wird ein Konzept vorgestellt, mit dem sich funktionale Nanosysteme durch Selbst-Assemblierung "weicher" Materie realisieren lassen sollten. Die Wahl weicher Materie ist naheliegend, weil die Natur bei der Entstehung des Lebens diese Stoffklasse erfolgreich gewählt hat. Anhand einiger Beispiele wird demonstriert, dass sich in Gel-Emulsionen mit definierter Tröpfchengröße, die sich in vorgegebenen Kanalgeometrien in definierter Weise anordnen, durchaus komplexe Abläufe implementieren lassen.

Um die Effizienz von Medikamenten zu steigern, könnten zukünftig Trägerpartikel pharmazeutische Wirkstoffe zielgenau an kranke Zellen im Organismus liefern. Für ein besseres Verständnis dieser Targetingprozesse sind modellgestützte Simulationsstudien von großem Nutzen. Die Modellierung der biokolloidalen Systeme fußt auf theoretischen Grundlagen der Partikeltechnik. Ergebnis: Trotz signifikanter Streuung der experimentellen Daten wurden zentrale Einflussgrößen identifiziert. Es zeigt sich, dass Targetingprozesse wegen geringer Rezeptorkonzentration auf den Zielzellen ratenlimitiert verlaufen.

Ob die Wasserstoffbrennstoffzelle die Antriebstechnik der automobilen Zukunft darstellt ist noch offen – sicher ist jedoch, dass Korrosion in vielen Bereichen der Technik ein ernst zu nehmendes Problem darstellt, denn nicht nur wer rastet, rostet. So unterschiedlich die beiden Prozesse erscheinen mögen, ihnen gemeinsam ist eine wichtige chemische Teilreaktion: die Sauerstoffreduktion. Am Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH in Düsseldorf wird diese Reaktion im Rahmen eines interdisziplinären Projektes untersucht, um Brennstoffzellen besser und Korrosionsschutz effizienter zu machen.

Die Herstellung hochwertiger Einkristalle ist von kaum zu überschätzender Bedeutung für die Festkörperforschung, denn die Aussagekraft  experimenteller Ergebnisse hängt entscheidend von der Qualität der Proben ab. Hier soll dieser Zusammenhang am Beispiel der kürzlich entdeckten Eisenarsenid-Supraleiter verdeutlicht werden.

Materialien, in denen starke Kopplungen zwischen Elektronen, Spins und Gitter auftreten, haben faszinierende Eigenschaften, wie etwa den sprunghaften Übergang von einem elektrischen isolierenden in einen leitenden Zustand bei einer kritischen Temperatur. Hier werden mit Hilfe von Femtosekunden-Laserpulsen solche Phasenübergänge ausgelöst und deren Dynamik auf ultrakurzen Zeitskalen untersucht. Dies erweitert das mikroskopische Verständnis von Materialien mit stark korrelierten Freiheitsgraden – hilfreich für die Suche nach Materialien mit neuen und optimierten elektronischen Eigenschaften.