Forschen im VerbunD: Nanobic

Im Verbundprojekt wurde die intensive Zusammenarbeit von Wissenschaftlern der Goethe-Universität Frankfurt am Main, der Technischen Universität Darmstadt, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt und Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) gefördert.

NanoBiC representatives
Vertreter der an NanoBiC beteiligten Institutionen arbeiteten eng zusammen, um das Verbundprojekt voranzutreiben. Dazu zählten zum Beispiel (von links) Professor Dr. Roser Valenti, Professor Dr. Michael Huth, Professor Dr. Max C. Holthausen, Professor Dr. Norbert Auner, Professor Dr. Matthias Wagner und Professor Dr. Andreas Terfort.

Viele chemische Verbindungen zeigen im Nanomaßstab andere physikalische Eigenschaften als in der makromolekularen Welt: Hinter der Entschlüsselung dieser Vorgänge steht ein Wissen, das in vielen Bereichen von essenzieller Bedeutung ist – wie in der Anwendung ultrafeiner Sensoren oder extrem dichter Datenspeicher.

Weil die Erforschung der Nanowelten leicht die übliche Fächertrennung überschreitet, hat das Beilstein-Institut 2009 vier Kernbereiche in einem Verbundprojekt zusammengeführt: Nanotechnologie, Biologie, Chemie und die elektronische Datenverarbeitung (oder: Nano, Bio, Chemistry and Computing). Unter dem Kürzel NanoBiC bot sich damit ein idealer Rahmen für Teilprojekte unterschiedlicher Art. Zentrale Frage war die Wirkung hochenergetischer Strahlung auf Objekte im Nanometerbereich: Dazu sollten Wissenschaftler aus Chemie, Physik und Materialwissenschaften der Goethe-Universität Frankfurt am Main, der Technischen Universität Darmstadt, der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt und des Frankfurt Institute for Advanced Studies in den folgenden vier Jahren eng zusammenarbeiten.

Mit insgesamt 3,6 Millionen Euro über vier Jahre gefördert, verfolgte das Projekt NanoBiC zwei große Ziele: Einerseits untersuchte es, wie man auf Oberflächen exakt nach Bauplan Funktionselemente aufbauen kann – etwa Transistoren, Sensoren, Quantenpunkte oder Speicherelemente; andererseits hatte es genauer zu erforschen, wie sich die Folgen von Höhenstrahlung auf menschliche Zellen im Detail darstellen – für bemannte Weltraummissionen beispielsweise von hoher Bedeutung.

Erfolgreiche Brückenbildung zwischen Chemie und Physik.

NanoBiC representatives from GSI
Dr. Maria Eugenia Toimil-Molares (links) und Professor Dr. Christina Trautmann unterstützten das NanoBiC-Projekt bei der GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH in Darmstadt.

Die sieben Teilprojekte widmeten sich dabei der Untersuchung der Gesetzmäßigkeiten, nach denen sich Materie in kleinsten Abmessungen selbst reorganisiert, wenn bestimmte Materialien gezielt mit Teilchen bestrahlt werden. Schon die ersten Ergebnisse machten klar, dass der mit NanoBiC intendierte Brückenschlag zwischen den chemischen und physikalischen Wissenschaften gelungen war, schnell konnte er Forschungsergebnisse vorweisen; die Zwischenevaluierung im September 2011 zeigte ebenfalls eine vielversprechende Arbeitsbilanz: Die überwiegende Anzahl der Vorhaben war in der geplanten Zeit umgesetzt worden, und bei einzelnen Projekten gelang es sogar, Vorsprünge zu erarbeiten.

NanoBiC engagierte sich nicht nur für die konkrete Zusammenarbeit der Wissenschaftler, sondern auch für die Publizierung und Diskussion der erarbeiteten Forschungsergebnisse: Das Projekt initiierte unter anderem die Thematische Serie „Radiation-induced nanostructures: Formation processes and applications“ im Beilstein Journal of Nanotechnology. Guest Editor war Professor Dr. Michael Huth vom Physikalischen Institut der Goethe-Universität, der Sprecher des Forschungsverbunds.

Schließlich war NanoBiC auch im Rahmen der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses aktiv: Allein im Jahr 2012 konnten 34 Stipendiaten – darunter 13 Postdoktoranden und 21 Doktoranden – unterstützt werden. Für die Geförderten von Bedeutung war auch das vom Beilstein-Institut angebotene wissenschaftliche Kolloquium, bei dem sie im Mai 2013 ihre Arbeiten präsentieren und mit dem Auditorium diskutieren konnten: ein exzellentes Forum des Austauschs und der Netzwerkbildung.

Mit dem planmäßigen Auslaufen der Projektförderung durch das Beilstein-Institut lässt sich im Herbst 2013 feststellen, dass NanoBiC nicht nur in die wissenschaftliche Tiefe gereicht, sondern auch in der Breite Wirkung gezeigt hat: Über 100 Publikationen sind erschienen, knapp 60 Präsentationen auf internationalen Konferenzen nahmen auf NanoBiC Bezug; ein Patent wurde eingereicht; und fast 100 Wissenschaftler sind europaweit in Kooperationen mit dem Verbundprojekt assoziiert: Sie werden in konkreter Zusammenarbeit auch weiterhin einzelne Aspekte des Projekts gemeinsam erforschen.