Auf einer internationalen Konferenz in Berlin diskutierten Forscher Möglichkeiten des zeitaufgelösten Messens mit Röntgenstrahlung
Wissenschaftler aus aller Welt diskutierten fachübergreifend über Möglichkeiten des zeitaufgelösten Messens mit Rötgenstrahlung.
Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer
Beim Abendessen auf dem Berliner Fernsehturm hatten die Forscherinnen und Forscher Gelegenheit, sich persönlich kennenzulernen und auszutauschen.
Das Helmholtz-Virtuelle Institut „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ strebt ganzheitlichen Blick auf Materialeigenschaften an
Im Herzen von Berlin trafen sich 85 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu einer internationalen Konferenz, um sich im Rahmen des Helmholtz Virtuellen Instituts „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ miteinander zu vernetzen und Impulse für die weitere Forschung zu gewinnen. Der Fokus lag auf der Untersuchung von ultraschneller Dynamik in einem weiten Materialspektrum von Molekülen bis hin zu Nanostrukturen und stark korrelierten Festkörpern. Die Konferenz fand vom 16. bis 20. September im Magnus-Haus der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin statt.
Die Forscher streben mithilfe von Röntgenmethoden nach einem ganzheitlichen Blick auf die Eigenschaften der verschiedenen Systeme, welche durch die Wechselwirkung der internen Freiheitsgrade untereinander und mit der Umwelt bestimmt werden. Die eingeladenen Vorträge deckten die ganze Bandbreite ab – von experimentellen Aspekten bis hin zu theoretischen Modellen.
Die verschiedenen Experten im Rahmen einer Konferenz zu vernetzen, war ein wichtiges Anliegen des Virtuellen Instituts. So waren Forscher aller zurzeit verfügbaren Freie Elektronenlaser (FEL) im Röntgenbereich vertreten. Die FELs haben sich in den letzten Jahren als wichtigstes Tool für die Erforschung ultraschneller Dynamik in Materie mittels Röntgenmethoden etabliert. Prof. Jo Stöhr vom SLAC National Accelerator Laboratory (Kalifornien, USA) referierte in einem begeisternden Vortrag über die prinzipiellen Unterschiede in der Wechselwirkung von Synchrotron- bzw. FEL-Röntgenlicht mit Materie.
Er wird zusätzlich am 9. Dezember 2013 im Rahmen einer Distinguished Lecture am Helmholtz-Zentrum Berlin sprechen.
Das Programm der Konferenz beinhaltete wissenschaftliche Sessions zu spezifischen Materialklassen und experimentellen Techniken. Die Schwerpunktthemen waren:
- Quanten-Materialien, Magnetismus und korrelierte Festkörper
- Moleküldynamik in Physikalischer Chemie und Katalyse
- Wechselwirkung von Röntgenphotonen und Materie
-Strukturanalyse auf atomarer Ebene mit kohärenter Streuung, Beugung und Abbildung
Als besonderen Erfolg werteten die Teilnehmer die Posterausstellung, bei der 26 Beiträge von Nachwuchsforschern eingereicht wurden. Die Poster untermauerten die thematische Bandbreite des Virtuellen Instituts eindrucksvoll und regten zu Diskussionen an.
Im Helmholtz Virtuellen Institut „Dynamic pathways in multidimensional landscapes“ erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von HZB, DESY und zweier deutscher Universitäten gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern komplexe Materialien. Sprecher des Helmholtz-Virtuellen Instituts ist Prof. Dr. Alexander Föhlisch. Er leitet am Helmholtz-Zentrum Berlin das Institut „Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung“.
- Batterieforschung mit dem HZB-RöntgenmikroskopUm die Kapazität von Lithiumbatterien weiter zu steigern, werden neue Kathodenmaterialien entwickelt. Mehrschichtige lithiumreiche Übergangsmetalloxide (LRTMO) ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte. Mit jedem Ladezyklus wird jedoch ihre Kapazität geringer, was mit strukturellen und chemischen Veränderungen zusammenhängt. Mit Röntgenuntersuchungen an BESSY II hat nun ein Team aus chinesischen Forschungseinrichtungen diese Veränderungen erstmals experimentell mit höchster Präzision vermessen: Mit dem einzigartigen Röntgenmikroskop konnten sie morphologische und strukturelle Entwicklungen auf der Nanometerskala beobachten und dabei auch chemische Veränderungen aufklären.
- BESSY II: Neues Verfahren für bessere ThermokunststoffeUmweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline Schichten bilden, die die Leistungsfähigkeit des Materials erhöhen.
- Wasserstoff: Durchbruch bei Alkalischen Membran-ElektrolyseurenEinem Team aus Technischer Universität Berlin, Helmholtz-Zentrum Berlin, Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg (IMTEK) und Siemens Energy ist es gelungen, eine hocheffiziente alkalische Membran-Elektrolyse Zelle erstmals im Labormaßstab in Betrieb zu nehmen. Das Besondere: Der Anodenkatalysator besteht dabei aus preisgünstigen Nickelverbindungen und nicht aus begrenzt verfügbaren Edelmetallen. An BESSY II konnte das Team die katalytischen Prozesse durch operando Messungen im Detail darstellen, ein Theorie Team (USA, Singapur) lieferte eine konsistente molekulare Beschreibung. In Freiburg wurden mit einem neuen Beschichtungsverfahren Kleinzellen gebaut und im Betrieb getestet. Die Ergebnisse sind im renommierten Fachjournal Nature Catalysis publiziert.