Forschung in der Fakultät für Chemie

Optisch erzeugte Sub-100nm Strukturen für biomedizinische und technische Applikationen

In diesem Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft geht es um die Herstellung neuer nanostrukturierter Materialien mithilfe von Licht und ihre Anwendungen in Medizin und Technik. Bei der Herstellung solcher Strukturen kommen Laser zum Einsatz, die Lichtpulse erzeugen, die nur wenige Billiardstel einer Sekunde lang sind. Durch die kurze Dauer dieser Lichtblitze lassen sich mikroskopisch kleine Strukturen erzeugen, die sich zum Aufbau von Materialien mit neuen Eigenschaften nutzen lassen. Dies erklärt auch die besondere Bedeutung der Chemie in diesem Forschungsnetzwerk.

Mit Prof. Stephan Barcikowski, Prof. Matthias Epple und PD Dr. Nils Hartmann sind gleich drei Forscher aus der Fakultät für Chemie der UDE am SPP 1327 beteiligt. Die Arbeitsgruppe um Nils Hartmann erzeugt dünne, organische Beschichtungen von nur 1-2 Nanometern Dicke, die mit dem Laser bearbeitet werden, um darauf z. B. dicht gepackte Anordnungen von Biomolekülen aufzubauen. Diese sogenannten "Bio-Arrays" nutzen Mediziner zur schnellen Analyse in der Diagnostik. Ebenfalls in winzigsten Dimensionen beginnt die Arbeit von Matthias Epple: Ein Laserimpuls fräst Rillen auf eine Oberfläche. Mit den anschließend in diese Rillen gesetzten Nanopartikeln kann der Einfluss der Nanostrukturierung auf die biologische Aktivität der Oberfläche analysiert werden. Diese Untersuchungen zeigen auf grundlegender Ebene, wie Nanostrukturen und Gewebe - z.B. bei Implantaten - miteinander reagieren. Bei der Forschung von Stephan Barcikowski ist die Wirkung der Nanopartikel auf den menschlichen Organismus erwünscht: Er stellt in seinen Labors per Laserabtragung Zink-Nanopartikel her, die in ein Gel eingebettet zur Behandlung von Brandwunden zum Einsatz kommen sollen. Zink wirkt antibakteriell und beschleunigt die Wundheilung.

Die Arbeit der drei Wissenschaftler zeigt, wie stark die interdisziplinäre Forschung an der UDE verankert ist: Obwohl sie alle in der Fakultät für Chemie lehren und forschen, befassen sie sich in ihren Projekten mit Fragestellungen aus der Lasermaterialbearbeitung, der Kolloid- und Oberflächenchemie bis hin zu Anwendungen in der Biotechnologie und Medizin. Dabei kooperieren sie eng mit Wissenschaftlern der Universitäten Bochum, Aachen und Hannover sowie mit dem Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik in St. Ingbert.

Internetauftritt des SPP 1327

Pressemitteilung der UDE

Homepage Barcikowski

Homepage Epple

Homepage Hartmann

Laserstrukturierte organische Monoschicht

N. Hartmann et al. (APL 2008)