Der Traum von der Zusammenarbeit wird wahr - Berliner Wissenschaftler mit ERC Starting Grant ausgezeichnet
Prof. Dr. Emad Flear Aziz Bekhit
Der Physiker Prof. Dr. Emad Flear Aziz, Wissenschaftler am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und an der Freien Universität Berlin, wird mit einem „ERC Starting Grant“ des Europäischen Forschungsrates ausgezeichnet. Dieser umfasst eine Förderung von 1,5 Millionen Euro. Der Nachwuchswissenschaftler kann damit in den kommenden fünf Jahren die Untersuchung von funktionalen Materialien voranbringen. Aziz‘ Forschungsthema lautet „Structure and Dynamics of Porphyrin-Based Materials in Solution vs. Interfaces”. Ihm ist es gelungen, den ersten ERC Starting Grant für das HZB einzuwerben. Über den ERC-Grant hinaus fördert die Helmholtz-Gemeinschaft Aziz´ Forschung mit weiteren 250.000 Euro.
Im Rahmen seines Projekts will Emad Aziz die Technologie von Kurzpuls-Lasern und Röntgenstrahl-Lichtquellen kombinieren, um die Dynamik biochemischer Proben in Lösung untersuchen zu können. Ein kurzer Laser-Puls soll hierbei chemische oder biologische Reaktionen initiieren, gefolgt von einem kurzen Röntgenpuls, der Einblick in die strukturellen Änderungen auf molekularer und atomarer Ebene während des Prozesses ermöglicht. Während ein von einer Synchrotronquelle gewonnener Röntgenpuls im Bereich von Pikosekunden liegt, können Röntgenpulse eines Lasers sogar im Piko- bis Femtosekundenbereich liegen.
„Unsere Forschung zielt auf die Dynamik im Piko- bis Sub-Femtosekundenbereich ab. Für viele Herausforderungen der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung sind solche Auflösungen notwendig“, sagt Emad Aziz. „Durch die Laser-Pulse können chemische Prozesse oder biologische Funktionen nachgeahmt und mithilfe des Röntgenpulses zeitaufgelöst untersucht werden. Dadurch können wir verstehen, was auf molekularer Ebene bei diesen Prozessen passiert.”
Emad Aziz, der seine universitären Abschlüsse in der Chemie gemacht hat, braucht für dieses Projekt die Hilfe und Expertise aus verschiedenen Wissenschaftsgebieten. Seine Vision: Aziz will ein vielfältiges Netzwerk aus Kollaborationen aufbauen, das auch über die fünf Jahre der ERC-Starter Grant-Förderung hinaus Bestand hat. Deshalb sieht Aziz´ Plan auch vor, Studenten der Freien Universität an die Forschung des HZB heranzuführen. „Ich bin sehr optimistisch“, sagt Aziz, „denn jetzt habe ich einen Startpunkt, um meinen Traum einer lebendigen Zusammenarbeit zwischen Universität und außeruniversitärem Forschungsinstitut Realität werden zu lassen.“ Das Projekt werde dazu führen, dass sich junge Wissenschaftler aus beiden Institutionen viel stärker als bisher austauschen können und Studierende auch in die Lage kämen, die Vorteile einer Großforschungseinrichtung wie dem HZB kennen zu lernen.
„Diese Nähe zur Universität ist ganz im Sinne des HZB, weil sie unsere gemeinsame Forschung voranbringt“, sagt die wissenschaftliche Geschäftsführerin des HZB, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla: „Wir freuen uns deshalb außerordentlich über Herrn Aziz´ Erfolg.“ Der Präsident der Freien Universität Berlin, Prof. Dr. Peter-André Alt, gratulierte dem Preisträger. Er erklärte, die Auszeichnung sei ein Beleg für die Intensität der Kooperation zwischen der Freien Universität und ihren außeruniversitären Partnern im Berliner Südwesten.
Aziz und die neun Mitglieder in seinem Team haben für den Erfolg des Projekts schon eine solide Grundlage geschaffen. Sie haben am Elektronenspeicherring BESSY II des HZB ein Spektrometer für weiche Röntgenabsorptions- sowie hochauflösende Röntgenemissionspektroskopie am Mikro-Flüssigkeitsjet (LiXEdrom) aufgebaut. Zudem etablieren sie gerade die Software und die Elektronik für die Kommunikation von kurzen Röntgenstrahlungspulsen mit kurzen Laserpulsen. Die Herausforderungen seien groß, erklärt Emad Aziz: „Aber ich bin sehr zuversichtlich, dass mein Team sowie die Kollegen am HZB und an der Universität mich unterstützen werden.“
Prof. Dr. Emad Flear Aziz leitet seit Anfang 2009 am Helmholtz-Zentrum Berlin eine von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderte Nachwuchsgruppe mit dem Forschungsschwerpunkt „Funktionale Materialien in Lösung“. Er ist seit September 2010 Juniorprofessor am Fachbereich Physik der Freien Universität Berlin.
- Grüner Wasserstoff: Käfigstruktur verwandelt sich in effizienten KatalysatorClathrate zeichnen sich durch eine komplexe Käfigstruktur aus, die auch Platz für Gast-Ionen bietet. Nun hat ein Team erstmals untersucht, wie gut sich Clathrate als Katalysatoren für die elektrolytische Wasserstoffproduktion eignen. Das Ergebnis: Effizienz und Robustheit sind sogar besser als bei den aktuell genutzten Nickel-basierten Katalysatoren. Dafür fanden sie auch eine Begründung. Messungen an BESSY II zeigten, dass sich die Proben während der katalytischen Reaktion strukturell verändern: Aus der dreidimensionalen Käfigstruktur bilden sich ultradünne Nanoblätter, die maximalen Kontakt zu aktiven Katalysezentren ermöglichen. Die Studie ist in „Angewandte Chemie“ publiziert.
- Katalyseforschung mit dem Röntgenmikroskop an BESSY IIAnders als in der Schule gelernt, verändern sich manche Katalysatoren doch während der Reaktion: So zum Beispiel können bestimmte Elektrokatalysatoren ihre Struktur und Zusammensetzung während der Reaktion verändern, wenn ein elektrisches Feld anliegt. An der Berliner Röntgenquelle BESSY II gibt es mit dem Röntgenmikroskop TXM ein weltweit einzigartiges Instrument, um solche Veränderungen im Detail zu untersuchen. Die Ergebnisse helfen bei der Entwicklung von innovativen Katalysatoren für die unterschiedlichsten Anwendungen. Ein Beispiel wurde neulich in Nature Materials publiziert. Dabei ging es um die Synthese von Ammoniak aus Abfallnitraten.
- BESSY II: Magnetische „Mikroblüten“ verstärken Magnetfelder im ZentrumEine blütenförmige Struktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung, die nur wenige Mikrometer misst, kann Magnetfelder lokal verstärken. Der Effekt lässt sich durch die Geometrie und Anzahl der „Blütenblätter“ steuern. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter deutlich höheren Magnetfeldern ermöglichen.