Core Facility für Partikelforschung in Erlangen
Das Erlangen Center for Functional Particle Systems (FPS) wird zur Core Facility ausgebaut, um Forschende aus anderen wissenschaftlichen Einrichtungen Zugang zu seiner einzigartigen Expertise und hochmodernen Ausstattung zu bieten. Mit einer Förderung von knapp einer Million Euro durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) wird das FPS zur zentralen Drehscheibe für Partikelforschung. Funktionale Partikelsysteme, die als vielversprechende Bausteine für innovative Hochleistungsmaterialien dienen, finden Anwendung in Bereichen wie Katalyse, Energiewandlung und Lebenswissenschaften.
Drehscheibe für Partikelforschung
Das Erlangen Center for Functional Particle Systems (FPS) wird zur Core Facility ausgebaut. Künftig können auch Forschende anderer wissenschaftlicher Einrichtungen die einzigartige Expertise und technische Ausstattung des Zentrums verstärkt nutzen. Damit wird das an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) angesiedelte FPS zur Technologieplattform und Drehscheibe der nationalen und internationalen Partikelforschung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben mit knapp einer Million Euro.
Warum ist Partikelforschung wichtig?
Funktionale Partikelsysteme weisen biologische, chemische und physikalische Eigenschaften auf, die sie zu vielversprechenden Bausteinen für neue Hochleistungsmaterialien machen. Dazu zählen beispielsweise effiziente Katalysatoren für die Prozesstechnik, Materialien zur Energiewandlung wie Elektroden von Brennstoffzellen und druckbare Solarzellen sowie Batterien zur Energiespeicherung. Doch auch in den Lebenswissenschaften, beispielsweise in der Lebensmitteltechnik, der Pharmazie, der Nanomedizin und der Biotechnologie, finden funktionale Partikelsysteme vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. „Erlangen ist ein internationales Schwergewicht und Leuchtturm in der Erforschung komplexer Partikelsysteme“, sagt Dr. Johannes Walter, wissenschaftlicher Koordinator des Erlangen Center for Functional Particle Systems (FPS). „Mit der Einrichtung der Core Facility werden wir diese Position weiter zu einer Technologieplattform und Drehscheibe zur Begegnung und Vernetzung internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ausbauen.“
Welche Bereiche arbeiten zusammen?
Die künftige Core Facility unter der Leitung von Prof. Dr. Martin Hartmann wird drei zentrale Expertisen der Erlanger Partikelforschung bündeln: Die Synthese von Nanomaterialien speziell für die chemische und biochemische Katalyse vertreten durch Prof. Dr. Martin Hartmann, die Analyse poröser Nanostrukturen für Trenn- und Speicherprozesse vertreten durch Prof. Dr. Matthias Thommes sowie die umfassende Partikelcharakterisierung und Funktionalisierung von Partikeloberflächen vertreten durch Prof. Dr. Wolfgang Peukert und Prof. Dr. Nicolas Vogel. Bereits seit 2020 arbeiten diese Disziplinen im Sonderforschungsbereich (SFB) 1411 „Produktgestaltung disperser Systeme“ zusammen.
Wie profitieren andere Unis davon?
Die Förderung von Core Facilities zielt insbesondere auf eine leichtere Zugänglichkeit zu Forschungsinfrastrukturen und die breitere Nutzung von Ressourcen. Die Gerätezentren stehen externen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nicht nur beratend zur Seite, sie stellen auch ihre hochkomplexe Technik für Forschungsarbeiten zur Verfügung. Am FPS sind dies Methoden zur Herstellung und Charakterisierung funktionaler Oberflächen, Partikelsysteme sowie poröser Materialien. Diese umfassen beispielsweise Fluoreszenzspektroskope zur Charakterisierung chemischer Substanzen, Ultrazentrifugen für Untersuchungen des Teilchenverhaltens in Flüssigkeiten, Kernspinresonanzspektroskope zur Charakterisierung von Partikeloberflächen sowie Geräte zur umfassenden Porenstrukturanalyse und der Charakterisierung von Oberflächeneigenschaften wie Topographie, chemische Zusammensetzung oder Benetzung. Diese hochspezialisierte Infrastruktur ist teuer, aufwendig im Betrieb, erfordert spezielles Know-how und ist deshalb nicht an jedem Forschungsstandort verfügbar.
Wer kann die Einrichtung noch nutzen?
„Unser Nutzungskonzept sieht drei Kategorien vor“, erklärt Johannes Walter. „Erstens umfassende Kooperationsarbeiten mit anderen Einrichtungen, zweitens Auftragsmessungen für Anwenderinnen und Anwender aus Industrie und Forschung und drittens die Methodenentwicklung sowie Anwendungsüberlassung für externe Nutzerinnen und Nutzer.“ Zu den künftigen Kooperationspartnern zählen nicht nur wissenschaftliche Einrichtungen, sondern auch Interessenten aus der Industrie. Walter: „Die Förderung der DFG ist vor allem eine Anschubfinanzierung, die zum Beispiel die Einrichtung von drei Postdoc-Stellen ermöglicht. Aber auch Mittel für Öffentlichkeitsarbeit werden bereitgestellt.“ Durch diese Förderung kann die hohe Kompetenz in der Charakterisierung von Partikeln, Poren und Oberflächen nachhaltig gestärkt werden sowie Forschungsprojekte angeschoben werden. Offene Türen für Schulprojekte, Informationsveranstaltungen, und Ferienprogramme helfen dabei, die Begeisterung der Forschenden in die breitere Öffentlichkeit zu tragen.
Strukturbildung auf der Nanoskala wird ermöglicht durch Selbstorganisation. Kleine Polystyrolkugeln mit zwei unterschiedlichen Größen bilden eine geordnete Packung auf kleinster Längenskala. © Nicolas Vogel
