Aus­ge­zeich­ne­ter Ort im Land der Ideen: das Baye­ri­sche Geo­in­sti­tut der Uni­ver­si­tät Bayreuth

Das Baye­ri­sche Geo­in­sti­tut (BGI) der Uni­ver­si­tät Bay­reuth zählt zu den „100 Aus­ge­zeich­ne­ten Orten im Land der Ideen“ des Jah­res 2018. Unter dem Wett­be­werbs­mot­to “Wel­ten ver­bin­den – Zusam­men­halt stär­ken” hat eine hoch­ka­rä­tig besetz­te Exper­ten­ju­ry das Bay­reu­ther For­schungs­zen­trum aus rund 1.500 Bewer­bun­gen aus­ge­wählt. Bei einer Fest­ver­an­stal­tung am 4. Juni 2018 in Ber­lin nahm Dr. Tho­mas Mei­er, wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter am BGI, die Aus­zeich­nung für eine Inno­va­ti­on ent­ge­gen, die zukunfts­wei­sen­de Tech­no­lo­gien aus ver­schie­de­nen For­schungs­wel­ten kom­bi­niert: die geo- und mate­ri­al­wis­sen­schaft­li­che Hoch­druck­for­schung und die magne­ti­sche Kern­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie (NMR).

Das Baye­ri­sche Geo­in­sti­tut (BGI) der Uni­ver­si­tät Bay­reuth ist eines der welt­weit füh­ren­den Zen­tren der Hoch­druck­for­schung. Hier wird Mate­rie unter extrem hohen Drücken und Tem­pe­ra­tu­ren unter­sucht. So las­sen sich bei­spiels­wei­se phy­si­ka­li­sche und che­mi­sche Pro­zes­se im Erd­in­nern mit gro­ßer Genau­ig­keit simu­lie­ren. Rönt­gen­kri­stal­lo­gra­phi­sche Metho­den haben bei die­sen Ver­su­chen wie­der­holt zur Ent­deckung völ­lig uner­war­te­ter Eigen­schaf­ten und Ver­hal­tens­wei­sen von Mate­ria­li­en geführt. Aller­dings konn­te die magne­ti­sche Kern­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie (NMR) dafür bis­her nicht ein­ge­setzt wer­den, obwohl sie in den Bio­wis­sen­schaf­ten und in der Phy­sik wesent­lich zur Auf­klä­rung mole­ku­la­rer Struk­tu­ren und Wech­sel­wir­kun­gen bei­trägt. Doch das Bay­reu­ther For­schungs­team konn­te die tech­ni­schen Hür­den, die einer Kom­bi­na­ti­on der bei­den For­schungs­tech­no­lo­gien im Weg stan­den, jetzt besei­ti­gen. Die Wis­sen­schaft­ler haben bei die­ser Inno­va­ti­on eng mit dem Insti­tut für Mikro­struk­tur­tech­nik am Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie (KIT) zusammengearbeitet.

„Wir ver­spre­chen uns von die­ser Kom­bi­na­ti­on wich­ti­ge Erkennt­nis­se in Bezug auf Ele­men­tar­teil­chen, die sich unter hohen Drücken oft anders ver­hal­ten als unter Nor­mal­be­din­gun­gen. Über die Grund­la­gen­for­schung hin­aus hat unser For­schungs­an­satz auch das Poten­zi­al, inno­va­ti­ve Ent­wick­lun­gen – zum Bei­spiel in der Ener­gie- oder der Medi­zin­tech­nik – anzu­sto­ßen und wei­ter vor­an­zu­trei­ben“, erklärt Dr. Tho­mas Mei­er. „Im BGI freu­en wir uns alle sehr über den groß­ar­ti­gen Erfolg unse­res For­schungs­teams im Wett­be­werb ‚Land der Ideen’“, sagt Prof. Dr. Dani­el Frost, Direk­tor des Baye­ri­schen Geo­in­sti­tuts, und weist auf das brei­te Spek­trum der Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten hin: „Hoch­druck­for­schung und NMR-Spek­tro­sko­pie im Ver­bund kön­nen uns zum Bei­spiel dabei hel­fen, neue Ein­blicke in die Geschich­te der Erde und ande­rer ter­re­stri­scher Pla­ne­ten zu gewin­nen. Das BGI wird auch in Zukunft ein krea­ti­ver Ort neu­er Ideen und For­schungs­er­geb­nis­se sein“, so der Bay­reu­ther Geowissenschaftler.

Vor zwei Jah­ren war es einem Bay­reu­ther For­schungs­team erst­mals gelun­gen, Mate­ri­al­pro­ben einem Druck von 1 Ter­a­pas­cal aus­zu­set­zen: einem Druck, der drei­mal so hoch ist wie der Druck im Zen­trum der Erde. Bei sol­chen Expe­ri­men­ten kom­men Dia­mant­stem­pel­zel­len zum Ein­satz, in denen win­zi­ge Mate­ri­al­pro­ben zwi­schen den Köp­fen zwei­er gegen­über­lie­gen­der Dia­man­ten platz­iert wer­den. Aus ent­ge­gen­ge­setz­ten Rich­tun­gen neh­men die Dia­man­ten das Mate­ri­al in die Zan­ge und üben gemein­sam einen extre­men Kom­pres­si­ons­druck aus. NMR-spek­tro­sko­pi­sche Unter­su­chun­gen der ein­ge­quetsch­ten Pro­ben schei­ter­ten frü­her dar­an, dass Magnet­fel­der nicht mit der nöti­gen Prä­zi­si­on in den engen Dia­mant­stem­pel­zel­len aus­ge­rich­tet wer­den konn­ten. Die­se Schwie­rig­keit haben die For­scher in Bay­reuth und Karls­ru­he mit einer Wei­ter­ent­wick­lung von magne­ti­schen Lin­sen gelöst, die nach dem deut­schen Phy­si­ker Emil Lenz (1804 – 1865) als Lenz-Lin­sen bezeich­net wer­den. Dr. Tho­mas Mei­er am BGI hat­te die ent­schei­den­de Idee, wie die Dia­man­ten in den Stem­pel­zel­len mit den neu­en Lenz-Lin­sen so ver­bun­den wer­den kön­nen, dass NMR-spek­tro­sko­pi­sche Unter­su­chun­gen der Mate­ri­al­pro­ben mög­lich werden.

„Deutsch­land – Land der Ideen“

„Deutsch­land – Land der Ideen“ ist die gemein­sa­me Stand­ort­in­itia­ti­ve der Bun­des­re­gie­rung und der deut­schen Wirt­schaft, ver­tre­ten durch den Bun­des­ver­band der Deut­schen Indu­strie e.V. (BDI). Die Deut­sche Bank ist seit 2006 Part­ner und Natio­na­ler För­de­rer des Wett­be­werbs „Aus­ge­zeich­ne­te Orte im Land der Ideen“. Ziel ist es, Inno­va­tio­nen aus Deutsch­land im In- und Aus­land sicht­bar zu machen und die Lei­stungs­kraft und Zukunfts­fä­hig­keit des Stand­orts zu stärken.

Wei­te­re Informationen:

Home­page des Baye­ri­schen Geoinstituts:

www​.bgi​.uni​-bay​reuth​.de

Home­page des Wett­be­werbs „Land der Ideen“:

www​.land​-der​-ideen​.de/​w​e​t​t​b​e​w​e​r​b​e​/​a​u​s​g​e​z​e​i​c​h​n​e​t​e​-​o​r​t​e​-​i​m​-​l​a​n​d​-​d​e​r​-​i​d​een

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