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Eine Vitrine für die Nanotechnologie an der Universität Freiburg

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Ullrich Steiner, Professor für Physik der weichen Materie und Leiter des Adolphe-Merkle-Instituts, gibt den FN eine exklusive Führung durch die Forschungseinrichtung.

Es ist kurz nach 9 Uhr an einem grauen Morgen. Das Adolphe-Merkle-Institut erwacht allmählich zum Leben. Umgeben von üppigem Grün – das Institut liegt am Waldrand in der ehemaligen Klinik Garcia und in unmittelbarer Nähe zum botanischen Garten – lässt sich unter den besten Bedingungen forschen. Die Sanierung der Gebäude und der Neubau wurden 2014 vollzogen, ein Jahr später konnte das Forschungszentrum offiziell eingeweiht werden.

Institutsleiter Ullrich Steiner, der in Deutschland, Israel und Frankreich studiert und geforscht hat, arbeitet gerne hier, wie er gegenüber den FN sagt. Attraktiv sei nicht nur die Lage, sondern auch die High-End-Apparaturen, die den Forschenden zur Verfügung stehen, so der Professor.

Eines von drei Elektronenmikroskopen des Adolphe-Merkle-Instituts.
Bild: Raphaël Rück

Für die drei Elektronenmikroskope zahlen die Forschenden pro Stunde eine Gebühr, die von ihrem Forschungsgeld abgezogen wird, erklärt Steiner. So sei eine nachhaltige Finanzierung der Geräte garantiert. Diese bedürfen einer regelmässigen Wartung und werden auch von Zeit zu Zeit mit neuen Elementen ergänzt. Kostenpunkt für die Anschaffung der Elektronenmikroskope: eine halbe bis zu einer ganzen Million Schweizer Franken. «Das entspricht jeweils dem Preis eines kleinen Hauses», sagt Steiner.

Vom Nano- zum Pikometer

«Mikrometer, Nanometer und erneut tausendmal kleiner sind Pikometer. Die besten Mikroskope kommen auf eine Auflösung von 40 bis 50 Pikometer», erklärt Senior Scientist Dimitri Vanhecke. Steiner ergänzt: «Das ist kleiner als ein Atom.»

Vanhecke zeigt, wie Dieselpartikeln unter dem Mikroskop aussehen und wie sie in einer menschlichen Zelle zu erkennen sind. Ihn interessiert, wie die Zellen diese Partikeln lagern oder zerstören. In Zusammenarbeit mit einem weiteren Forscher hat er auch ein Prozedere entwickelt, um Lipide, also Fettpartikel, mit Vitamin A anzureichern. Die daraus entwickelten Lebensmittel seien in gewissen Regionen Afrikas, in denen ein Vitamin-A-Mangel herrscht, besonders wichtig.

Elektronenmikroskopaufnahmen von mit Vitamin A angereicherten Liposomen.
Bild: Raphaël Rück

Schmetterlinge und Falter

Oberassistentin Viola Vogler-Neuling untersucht unter einem optischen Mikroskop verschiedene bunte Käfer und Schmetterlinge. Sie erklärt, dass in der Natur zwei Farbprozesse existieren: die Pigmentfarben und die Strukturfarben. Zur Veranschaulichung zeigt sie einen beigebraunen Falter. «Hier handelt es sich um Pigmentfarben», so die Forscherin. «Das können Sie sich so vorstellen, wie ein T-Shirt, das mit der Zeit verblasst.» Dann zeigt Vogler-Neuling einen exotischeren Schmetterling, dessen Farben je nach Lichteinfall violett glänzen: «Hier sehen wir Strukturfarben. Ihre Brillanz ist viel stärker als die von Pigmentfarben.» Durch die Untersuchung an diesen Insekten versucht Vogler-Neuling, die Farben künstlich nachzubauen. Sie fertigt auch 3D-Modelle der Strukturfarben her. Diese sollen für die Industrie nutzbar gemacht werden.

Im Neubautrakt tüftelt ein anderes Team an der Elektrizitätserzeugung von Aalen. Die italienische Doktorandin Carolina Pierucci erklärt, dass Aale als Vorbild dienen sollen, um eine Technologie zu entwickeln, die es ermöglicht, Prothesen oder Herzschrittmacher durch die im Körper vorhandene Elektrizität aufzuladen.

Weiter oben im anliegenden Neubau testet Postdoc-Forscher Thanos Skandalis den Widerstand von Klebestoffen. Eine Maschine übt Kraft auf zwei aneinandergeklebte Metallstücke aus, bis die Klebestoffpartikeln unter der Last brechen.

Das Adolphe-Merkle-Institut

Das Adolphe-Merkle-Institut wird zu 11 Prozent von der Universität Freiburg, zu 33 Prozent von der Adolphe-Merkle-Stiftung und zu 55 Prozent von Forschungsstipendien oder -geldern finanziert. Es beschäftigt um die 100 Mitarbeitenden und ist der medizinischen Fakultät angegliedert. Fünf Professorinnen und Professoren sowie zwei Jungprofessorinnen mit temporärer Anstellung arbeiten hier. Das Institut bezieht gewisse Dienstleistungen von der Universität Freiburg, wie beispielsweise die IT oder das Personalwesen. Es ist jedoch weitgehend unabhängig und erwirtschaftet selber Mittel. Die Forschungsaktivität generiert zahlreiche Publikationen, und das Adolphe-Merkle-Institut ist nicht nur gut ausgerüstet, sondern auch bestens vernetzt in Europa, Amerika, Australien und Asien. (rar)

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