Research Report Special Print Nanoscience - Sonderdruck Nanowissenschaften Offen im Denken - Uni-Due
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Offen im Denken
Forschungsbericht
Sonderdruck Nanowissenschaften
Research Report
Special Print Nanoscience 2019
Universität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
University of Duisburg-Essen Nanoscience
CENIDE zählt zu den größten Forschungszentren CENIDE is one of the largest research centres
für Nanowissenschaften in Europa und for nanosciences in Europe and cooperates
kooperiert eng mit nationalen und closely with national and international academic
internationalen akademischen Partnern sowie partners and renowned companies. The unique 3
namhaften Unternehmen. Das einzigartige research building NanoEnergieTechnikZentrum
Forschungsgebäude NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) is part of CENIDE and includes facilities
(NETZ) ist ein Teil von CENIDE und verfügt for the production of nanomaterials from the
u.a. über Anlagen für die Herstellung von gas phase and their further processing as well
Nanomaterialien aus der Gasphase und deren as the high-tech microscopy centre called the
Weiterverarbeitung sowie über das High-Tech- “Interdisciplinary Center for Analytics on the
Mikroskopiezentrum „Interdisciplinary Center for Nanoscale (ICAN)”.
Analytics on the Nanoscale (ICAN)“.
© Foto: Samer Suleiman, CENIDE
Research
Forschung In 2018 and 2019, two new Collaborative
In den Jahren 2018 und 2019 sind mit dem Research Centres/Transregios were launched or
SFB/TRR 247 „Heterogene Oxidationskatalyse approved, SFB/TRR 247 “Heterogeneous Oxida-
in der Flüssigphase“ und dem SFB/TRR 270 tion Catalysis in the Liquid Phase” and SFB/TRR
„HoMMage – Hysterese-Design magnetischer 270 “HoMMage – Hysteresis Design of Magnetic
Materialien für effiziente Energieumwandlung“ Materials for Efficient Energy Conversion”, which
Blick auf die Mitte eines Synthesereaktors, der speziell für die reproduzierbare Herstellung und Untersuchung von Nanoparti- gleich zwei neue Sonderforschungsbereiche/ are largely carried by CENIDE members. To-
keln aus einer Sprayflamme entwickelt wurde. Der eigens für diese Zwecke konzipierte SpraySyn-Brenner erzeugt eine Flamme, Transregios gestartet bzw. bewilligt worden, die gether with SFB 1242 “Non-Equilibrium Dynam-
die mithilfe einer speziellen Probenentnahmesonde untersucht wird, die für Temperaturen von bis zu 2600°C geeignet ist. von CENIDE-Mitgliedern zum erheblichen Teil ics of Condensed Matter in the Time Domain”,
View of the centre of a synthesis reactor that was specially developed for the reproducible production and examination getragen werden. Zusammen mit dem seit 2016 which has been in existence since 2016, CENIDE
of nanoparticles from a spray flame. The specially designed SpraySyn burner generates a flame that is examined bestehenden SFB 1242 „Nichtgleichgewichtsdy- members are now significantly involved in three
with the help of a special sampling probe that is suitable for temperatures of up to 2600°C
. namik kondensierter Materie in der Zeitdomäne“ SFB/TRRs and active in another one with six
wirken CENIDE-Mitglieder nun in drei SFB/TRR subprojects.
maßgeblich mit und sind in einem weiteren mit The other highlights from CENIDE’s six main
sechs Teilprojekten engagiert. research areas are briefly described below:
Nanowissenschaften Die weiteren Highlights aus den sechs
CENIDE-Forschungsschwerpunkten werden im Dynamic processes in solids:
Nanoscience Folgenden knapp dargestellt: Biological, chemical and physical processes
usually take place at breakneck speed and in the
Dynamische Prozesse in Festkörpern: tiniest of spaces. In CRC 1242 “Non-Equilibrium
Biologische, chemische und physikalische Dynamics of Condensed Matter in the Time Do-
Winzige Polymer-Becher mit einem Volumen von nur wenigen Attolitern, die einmal Prozesse finden meist rasend schnell und auf main”, these dynamics are investigated in solids,
Ölrückstände aus Wasser entfernen könnten oder die Herstellung hochwertiger kleinstem Raum statt. Im SFB 1242 „Nichtgleich- on surfaces or in nanostructures with the highest-
Katalysatormaterialien in nur einem Schritt: Im Center for Nanointegration gewichtsdynamik kondensierter Materie in der possible time resolution. The researchers use
Duisburg-Essen (CENIDE) sind Grundlagenforschung und Verarbeitung funktionaler Zeitdomäne“ wird diese Dynamik in Festkör- the “pump-probe technique”: At time zero, the
Nanomaterialien bis zur industriellen Umsetzung eng verzahnt. Dazu verbindet pern, auf Oberflächen oder in Nanostrukturen system under investigation is stimulated by an
CENIDE 75 Arbeitsgruppen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie der mit höchster Zeitauflösung untersucht. Dazu ultrashort and intense laser pulse. It then returns
Medizin, die sich mit nanoskaligen Phänomenen und Materialien beschäftigen. nutzen die Forscher*innen die „Pump-Probe- to its basic state. Before this happens, its cur-
Technik“: Zum Zeitpunkt Null wird das zu un- rent state is examined using a second ultrashort
Tiny polymer cups with a volume of just a few attoliters that could one day remove oil tersuchende System über einen ultrakurzen und pulse, e.g. by measuring the optical absorption.
residues from water, or the production of high-quality catalyst materials in just one intensiven Laserpuls angeregt. Anschließend fällt This is repeated with increasing time intervals
step: At the Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), basic research es in seinen Grundzustand zurück. Bevor dies between stimulation and interrogation to obtain
and the processing of functional nanomaterials are closely interlinked all the way geschieht, wird sein momentaner Zustand durch snapshots of the system, which together represent
through to industrial implementation. To this end CENIDE links 75 working groups einen zweiten ultrakurzen Impuls untersucht, an ultrafast process. Two-dimensional materials
from the natural and engineering sciences as well as medicine that focus on nanoscale z.B. durch Messung der optischen Absorption. offer an interesting area for the investigation of
phenomena and materials. Dies wird mit zeitlich immer größerem Abstand such non-equilibrium dynamics. Other examples
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of research within the CRC are data storage Verständnis der Grundlagen bis zur Entwicklung
with new phase change materials and the super von Prozessen, die für die industrielle Produktion
slow-motion recording of plasmon waves on the skalierbar sind. Experimente, Modellierung und
4 femtosecond scale. In the next funding period, Simulation sind eng miteinander verknüpft, um 5
the researchers want to go one step further and die zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen.
shift their focus from observation to controlling Die DFG-Forschungsgruppe (FOR) 2284
the dynamics of the processes. „Modellbasierte skalierbare Gasphasensynthese
komplexer Nanopartikel“ widmet sich der Syn-
Gas phase synthesis of nanomaterials: these komplexer nanostrukturierter Materialien
The gas phase synthesis of functional nanoma- aus gasförmigen und verdampften Vorläufern.
terials is a long-standing focus of CENIDE. The „Komplex“ bedeutet hier, dass die Materialien
work ranges from understanding the basics to de- nicht nur in ihrer Zusammensetzung, Größe und
veloping processes that are scalable for industrial Kristallstruktur einheitlich sein sollten. Darüber
production. Experiments, modelling and simula- hinaus sollen sie auch über definierte sekundäre
tion are closely linked in order to understand the und tertiäre Strukturen verfügen wie Kern und
underlying processes. Schale, unterschiedliche Porosität sowie verschie-
The DFG Research Unit (FOR) 2284 “Model- dene Oberflächenstrukturen.
Based Scalable Gas Phase Synthesis of Com- Alternativ zur Verwendung gasförmiger
plex Nanoparticles” focuses on the synthesis of Vorläufer untersuchen die Mitglieder des DFG-
complex nanostructured materials from gaseous Schwerpunktprogramms (SPP) 1980 „Nanoparti-
© Daniel Schumann
© Daniel Schumann
and vaporized precursors. “Complex” here means kelsynthese in Sprayflammen SpraySyn: Messung,
that the materials should not only be uniform Simulation, Prozesse“ sprayflammenbasierte
in composition, size and crystal structure, they Synthesemethoden, insbesondere zur Erzeugung
should also have defined secondary and tertiary mehrwertiger Oxide. Als Grundlage für die koor-
structures such as core and shell, different poros- dinierte Forschung im SPP haben die CENIDE-
Wissenschaftlicher Direktor/Scientific Director: Prof. Dr. Heiko Wende ity and different surface structures. Forscher*innen ein Standardexperiment, den Geschäftsführer/Managing Director: Dr. Tobias Teckentrup
As an alternative to the use of gaseous precur- SpraySyn-Brenner, entwickelt, der inzwischen
sors, the members of the DFG Priority Pro- an rund 20 Labore weltweit verteilt wurde (siehe
gramme (SPP) 1980 “Nanoparticle Synthesis in Abbildung S. 14). Die Untersuchung der Spray-
Spray Flames SpraySyn: Measurement, Simula- flammensynthese von Nanopartikeln an einem
zwischen Anregung und Abfrage wiederholt, um tion, Processes” are investigating spray flame- gut definierten Standardbrenner ermöglicht es, stable nanomaterials for heterogeneous catalysis.
Momentaufnahmen des Systems zu erhalten, die based synthesis methods, in particular for the einen umfassenden Datensatz mit verschiedenen The aim is to understand the mechanisms and,
zusammengelegt einen ultraschnellen Prozess production of polyvalent oxides. As a basis for etablierten und neuartigen Messmethoden zu based on this, to identify and specifically produce
abbilden. Zweidimensionale Materialien bieten the coordinated research in the SPP, the CENIDE erstellen. high-performance catalysts.
einen interessanten Spielplatz für die Untersu- researchers have developed a standard experi- Catalysis research in CENIDE is led by two
chung solcher Nicht-Gleichgewichtsdynamiken. ment, the SpraySyn burner, which has now been Katalyse: major third-party funded projects: the DFG-
Weitere Beispiele für die Forschung innerhalb distributed to around 20 laboratories worldwide Mehr als 80 % aller chemischen Produkte ent- funded Collaborative Research Centre/Transregio
des SFB sind die Datenspeicherung mit neuen (see photo p. 14). The investigation of the spray stehen mithilfe katalytischer Prozesse. Aber auch (CRC/TRR) 247 “Heterogeneous Oxidation Ca-
Phasenwechselmaterialien und die Aufnahme in flame synthesis of nanoparticles on a well-defined für neue Anwendungen in der Energieumwand- talysis in the Liquid Phase”, which was launched
Superzeitlupe von Plasmonwellen auf der Fem- standard burner allows a comprehensive data set lung und -speicherung, z.B. in Brennstoffzellen, in July 2018, and the BMBF-funded project Kon-
tosekundenskala. In der nächsten Förderperiode to be generated with different established and sind leistungsfähige Katalysatoren essenziell. tiKat, which aims to establish a contamination-
wollen die Forscher*innen noch einen Schritt new measurement methods. Innerhalb von CENIDE liegt der Fokus auf der free process chain for catalysts based on pulsed
weitergehen und ihren Fokus von der Beobach- Synthese und Charakterisierung von hochakti- laser ablation.
tung mehr auf die Steuerung der Dynamik der Catalysis: ven, selektiven und stabilen Nanomaterialien für The University of Duisburg-Essen, the Ruhr-
Prozesse verlagern. More than 80 % of all chemical products are die heterogene Katalyse. Ziel ist es, die Mecha- Universität Bochum, the Max Planck Institute
created using catalytic processes. But powerful nismen zu verstehen und darauf aufbauend (MPI) für Kohlenforschung, the MPI for Chemi-
Gasphasensynthese von Nanomaterialien: catalysts are also essential for new applications in Hochleistungskatalysatoren zu identifizieren und cal Energy Conversion and the Fritz Haber Insti-
Die Gasphasensynthese von funktionellen energy conversion and storage, e.g. in fuel cells. gezielt herzustellen. tute are all collaborating in CRC/TRR 247. To-
Nanomaterialien ist ein langjähriger Schwer- Within CENIDE the focus is on the synthesis and Die Katalyse-Forschung in CENIDE wird gether they want to better understand the active
punkt von CENIDE. Die Arbeit reicht vom characterisation of highly active, selective and von zwei großen Drittmittelprojekten angeführt: centres and mechanisms of oxidation reactions
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Dem im Juli 2018 gestarteten DFG-geförderten at the solid-liquid interface. This knowledge can
Wissenschaftler*innen | Researchers Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) be used to develop new high-quality catalysts for
247 „Heterogene Oxidationskatalyse in der Flüs- catalytic processes under favourable conditions.
6 Fakultät für Prof. Dr. Stephan Schulz sigphase“ und dem BMBF-geförderten Projekt 7
Ingenieurwissenschaften Prof. Dr. Mathias Ulbricht KontiKat, das den Aufbau einer kontaminations- Magnetic materials:
Prof. Dr. Burak Atakan Jun.-Prof. Dr. Jens Voskuhl freien Prozesskette für Katalysatoren auf Basis In November 2019, the UDE, together with the
Prof. Dr. Gerd Bacher Prof. Dr. Reinhard Zellner der gepulsten Laserablation zum Ziel hat. TU Darmstadt, succeeded in obtaining funding
Prof. Dr.-Ing. Dieter Bathen (ebenfalls: Institut für Im SFB/TRR 247 arbeiten die Universität for the new Collaborative Research Centre/Tran-
Energie- und Umwelttechnik, IUTA e.V.) Fakultät für Physik Duisburg-Essen, die Ruhr-Universität Bochum, sregio (CRC/TRR) 270 “HoMMage – Hysteresis
Prof. Dr. Thomas Dreier Prof. Dr. Uwe Bovensiepen das Max-Planck-Institut (MPI) für Kohlenfor- Design of Magnetic Materials for Efficient Energy
Prof. Dr. Daniel Erni Prof. Dr. Volker Buck schung, das MPI für chemische Energiekonver- Conversion”. The scientists are working together
Dr. Mustapha Fikri Prof. Dr. Peter Entel sion und das Fritz-Haber-Institut zusammen. on new processes for the production of innova-
Prof. Dr.-Ing. Heinz Fissan Prof. Dr. Michael Farle Gemeinsam wollen sie die aktiven Zentren und tive magnetic materials by changing only indi-
Dr.-Ing. Stefanie Hanke PD Dr. Martin Paul Geller (Vorstand) Mechanismen von Oxidationsreaktionen an der vidual atoms, as well as deforming and reshaping
Prof. Dr. Angelika Heinzel (ebenfalls: Zentrum für PD Dr. Markus Gruner Fest-Flüssig-Grenzfläche besser verstehen. Dieses entire workpieces. Artificial intelligence helps
BrennstoffzellenTechnik, ZBT GmbH) Prof. Dr. Michael Horn-von Hoegen Wissen kann genutzt werden, um neue hochwer- to accelerate the search for the most promising
Prof. Dr. Tina Kasper PD Dr. Alfred Hucht tige Katalysatoren für katalytische Prozesse unter material combinations and the discovery of new
Prof. Dr.-Ing. Andreas Kempf Prof. Dr. Jürgen König günstigen Bedingungen zu entwickeln. suitable materials.
Prof. Dr. Thomas Kirchartz (ebenfalls: Prof. Dr. Peter Kratzer One of the research topics is magnetocaloric
Forschungszentrum Jülich GmbH) Prof. Dr. Axel Lorke Magnetische Materialien: materials, in which – to put it simply – the tem-
Prof. Dr.-Ing. Einar Kruis Prof. Dr. Frank-Joachim Meyer zu Heringdorf Im November 2019 konnte die UDE zusam- perature of a material can be precisely changed
Dr. Tilmar Kümmell Prof. Dr. Rolf Möller men mit der TU Darmstadt den neuen Sonder- using a magnetic field. In this way, it is possible
Prof. Dr. Doru C. Lupascu Prof. Dr. Hermann Nienhaus forschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) 270 to run refrigerators and air conditioners quietly,
Dr.-Ing. Wolfgang Mertin Dr. Katharina Ollefs „HoMMage – Hysterese-Design magnetischer with very low energy consumption and without
Dr.-Ing. Werner Prost Prof. Dr. Rossitza Pentcheva Materialien für effiziente Energieumwandlung“ climate-damaging gases. Researchers are also
Jun.-Prof. Dr. Doris Segets Prof. Dr. Marika Schleberger (Vorstand) einwerben. Die Wissenschaftler*innen arbeiten working on this technology within the prior-
Prof. Dr. Roland Schmechel Prof. Dr. Martina Schmid gemeinsam an neuen Verfahren zur Produktion ity programme (SPP) 1599 “Caloric Effects in
Prof. Dr.-Ing. Frank Schmidt Prof. Dr. Claus M. Schneider innovativer Magnetmaterialien, indem sie nur Ferroic Materials: New Concepts for Cooling”.
Prof. Dr. Christof Schulz (Vorstand) PD Dr. Klaus Sokolowski-Tinten einzelne Atome verändern, aber auch ganze In this thematic area, the fusion of basic research
Prof. Dr. Franz-Josef Tegude Prof. Dr. Björn Sothmann Werkstücke verformen und umgestalten. Künst- and materials research with high application
Prof. Dr. Nils Weimann Prof. Dr. Heiko Wende (Wissenschaftlicher Direktor) liche Intelligenz hilft dabei, die Suche nach den potential forms the basis for close cooperation
Prof. Dr. Hartmut Wiggers Prof. Dr. Dietrich Wolf vielversprechendsten Materialkombinationen with industry.
Prof. Dr. Markus Winterer und die Entdeckung neuer geeigneter Werkstoffe
Dr.-Ing. Irenäus Wlokas Fakultät für Biologie zu beschleunigen. Nanomaterials for health:
Prof. Dr. Barbara Saccà Eines der Forschungsthemen sind magneto- Biomaterials are natural or artificial substances
Fakultät für Chemie Prof. Dr. Shirley Knauer kalorische Materialien, bei denen – vereinfacht that come into contact with biological systems.
Prof. Dr.-Ing. Stephan Barcikowski (Vorstand) ausgedrückt – die Temperatur eines Werkstoffes CENIDE focuses on the study of the interaction
Prof. Dr. Malte Behrens (Stellvertretender Fakultät für Medizin gezielt über ein Magnetfeld verändert werden between materials, surfaces, particles and macro-
Wissenschaftlicher Direktor) Jun.-Prof. Dr. Katja Ferenz kann. Auf diese Weise ließen sich Kühlschrän- molecules: from the destruction of pathogens and
Prof. Dr. Matthias Epple ke und Klimaanlagen leise, mit sehr geringem cancer cells to the formation of self-developing
Jun.-Prof. Dr. Michael Giese Externe Mitglieder Energieeinsatz und ohne klimaschädliche Gase structures. Six CENIDE members play a key role
PD Dr. Bilal Gökce Prof. Dr. Elke Dopp (Covestro Deutschland AG) betreiben. Mit dieser Technologie beschäftigen in CRC 1093 “Supramolecular Chemistry of Pro-
Jun.-Prof. Dr. André H. Gröschel Prof. Dr. Thomas Kuhlbusch sich die Forscher*innen auch innerhalb des teins”. This Collaborative Research Centre applies
Prof. Dr. Jochen S. Gutmann (Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin) Schwerpunktprogramms (SPP) 1599 „Caloric the latest findings and methods of supramolecu-
Prof. Dr. Nils Hartmann PD Dr. Frank Marlow Effects in Ferroic Materials: New Concepts for lar chemistry to achieve specific interactions with
Prof. Dr. Eckart Hasselbrink (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) Cooling“. Die Verschmelzung von Grundlagen- proteins using artificial ligands.
Prof. Dr. Christian Mayer Prof. Dr. Ferdi Schüth forschung und Materialforschung mit hohem An- For example, a healing-promoting coating of
Dr. Jochen Niemeyer (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) wendungspotenzial bildet die Basis für eine enge neuronal implants with biocompatible metallic
Prof. Dr. Sebastian Schlücker Prof. Dr. Martin Winter (MEET Battery Research Center der Zusammenarbeit mit der Industrie in diesem nanoparticles is being developed that also in-
Prof. Dr. Carsten Schmuck † Universität Münster und Forschungszentrum Jülich GmbH) Themenbereich. creases the acceptance of the exogenous material.
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Um die Bekämpfung multiresistenter Krank- precisely. In addition, CENIDE researchers have
heitserreger (MRE) mit „Guided Nanorockets“ succeeded in identifying the first nanoantibiotic-
geht es in einem anderen Projekt. Die „Nano- specific resistance mechanism, thus providing an
8 raketen“ sind mit antibakteriellem Nanosilber explanation as to why nanoantibiotics exhibit re- 9
ausgestattet, das sie lokal freisetzen und damit duced activity in clinically relevant environments.
Bakterien zerstören, Körpergewebe jedoch unbe-
schädigt lassen. Nanotechnology in energy applications:
Neue Nanomaterialien wie fluoreszierende The sustainable provision of usable energy
Calciumphosphat-Nanopartikel eignen sich and in particular its storage and conversion are
hingegen für zelluläre mikroskopische Aufnah- among the major challenges of the 21st century,
men. Sie können mit anderen Molekülen über and CENIDE is working on them. Within this
Click-Chemie gebunden werden und dienen research area, different approaches for nanoscale
so zum Targeting oder als Therapeutikum. So materials are investigated in relation to batter-
ebnen sie den Weg für multimodale theranosti- ies, fuel cells, photovoltaics, thermoelectrics and
sche Nanopartikel. Ebenfalls für die Theranostik light emitters from a theoretical, synthesis and
(= Therapie + Diagnostik) können bei CENIDE processing perspective. Here are some highlights.
© Foto: Xiaolian Qiang, CENIDE
neuentwickelte Magnetit-Gold-Nanohybride In cooperation with the The hydrogen and
verwendet werden. Sie zeigten sich in der Mag- fuel cell center ZBT GmbH (ZBT), high-purity
netresonanztomographie kommerziellen Kon- nanoparticles were produced by laser ablation,
trastmitteln überlegen und bieten zudem einen which allow direct contact with the carbon car-
2-in-1-Service: Sie lassen sich zusätzlich zum rier and thus enable very good conductivity. A
Fluoreszenzfarbstoff für die Bildgebung noch mit demonstrator of a proton exchange membrane
Medikamenten beladen, die ganz gezielt lokal fuel cell was accordingly built and tested under
freigesetzt werden können. Darüber hinaus ist es realistic conditions. Compared to a commercially
Nur wenige Attoliter Fassungsvermögen: Noch ineinander gestapelte Janus- CENIDE-Forscher*innen gelungen, den ersten available reference catalyst, it showed improved
Nanocups aus Polymer, die in den kommenden Schritten vereinzelt werden nanoantibiotikaspezifischen Resistenzmechanis- catalyst stability and activity.
Only a few attolitres of capacity: Janus nanocups made of polymer still mus zu identifizieren und damit eine Erklärung Graphene generated from the gas phase has
stacked inside each other, which will be separated in the next steps zu geben, warum Nanoantibiotika eine vermin- also been successfully used to further improve
derte Aktivität in klinisch relevanten Umgebun- the already excellent performance of gas phase-
gen aufweisen. synthesized silicon nanoparticles for lithium-ion
Nanomaterialien für die Gesundheit: The focus of another project is combating battery anodes. Tests showed that the gas phase
Biomaterialien sind natürliche oder künst- multi-resistant pathogens (MRE) with “guided Nanotechnologie in Energieanwendungen: graphene significantly improves the long-term
liche Stoffe, die mit biologischen Systemen in nanorockets”. The “nanorockets” are equipped Die nachhaltige Bereitstellung nutzbarer stability and efficiency of the composite material
Berührung kommen. CENIDE beschäftigt sich with antibacterial nanosilver, which they release Energie und insbesondere deren Speicherung compared to pure silicon.
mit der Untersuchung der Wechselwirkung locally to destroy bacteria while leaving body tis- und Umwandlung gehören zu den großen Her- Thermoelectricity plays an important role
zwischen Materialien, Oberflächen, Partikeln sue undamaged. ausforderungen des 21. Jahrhunderts – CENIDE in energy conversion and the recovery of waste
und Makromolekülen: von der Zerstörung von In contrast, new nanomaterials such as arbeitet daran. Innerhalb des Forschungs- heat. CENIDE’s scientists are investigating new
Krankheitserregern und Krebszellen bis hin zur fluorescent calcium phosphate nanoparticles are schwerpunktes werden verschiedene Ansätze für mechanisms for improving the thermoelectrics of
Bildung sich selbst entwickelnder Strukturen. Da- suitable for cellular microscopic imaging. They nanoskalige Materialien in Bezug auf Batterien, transition metal oxides and their heterostructures
bei wirken sechs CENIDE-Mitglieder entschei- can be bound with other molecules via click Brennstoffzellen, Photovoltaik, Thermoelektrik through powerful computer simulations. The
dend im SFB 1093 „Supramolekulare Chemie an chemistry and afterwards used for targeting or as und Lichtemitter aus theoretischer, Synthese- researchers have shown that the transition from
Proteinen“ mit. Dieser Sonderforschungsbereich therapeutic agents, thus paving the way for mul- und Verarbeitungssicht untersucht. Im Folgenden metal to insulator in certain perovskite superlat-
wendet neueste Erkenntnisse und Methoden der timodal theranostic nanoparticles. At CENIDE, einige Highlights: tices leads to a greatly improved thermoelectric
supramolekularen Chemie an, um die spezifi- newly developed magnetite-gold-nanohybrids In einer Kooperation mit dem Zentrum für response.
sche Interaktion mit Proteinen durch künstliche can also be used for theranostics (= therapy + di- BrennstoffzellenTechnik (ZBT) wurden hochrei- Light-emitting electrochemical cells (LECs) are
Liganden zu erreichen. agnostics). In magnetic resonance imaging, they ne Nanopartikel per Laserablation erzeugt, die ei- promising for large-scale flexible lighting solu-
So wird eine heilungsfördernde Beschichtung proved to be superior to commercial contrast nen direkten Kontakt zum Kohlenstoffträger und tions. However, the lack of deep blue emitters that
neuronaler Implantate mit biokompatiblen metal- agents and also offer a 2-in-1 service: In addition damit eine sehr gute Leitfähigkeit ermöglichen. are at the same time efficient, bright and stable
lischen Nanopartikeln entwickelt, die zudem die to the fluorescent dye for imaging, they can be Damit wurde ein Demonstrator einer Proto- in the long term is preventing the formation of
Akzeptanz des körperfremden Materials erhöht. loaded with drugs that can be released locally and nenaustauschmembran-Brennstoffzelle gebaut white LECs suitable for everyday use. CENIDE’sUniversität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
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und unter realistischen Bedingungen getestet. researchers have succeeded for the first time in Elektro- und Photokatalyse“ (seit 2018), Spre-
Im Vergleich zu einem kommerziell erhältlichen producing QLEC (quantum dot LECs) compo- cher: Prof. Malte Behrens Ausgewählte Publikationen | Selected Publications
Referenzkatalysator zeigte er eine verbesserte nents with homogeneous white light emission. Beteiligung am BMBF-Projekt „KontiKat –
10 Katalysatorstabilität und -aktivität. Kontaminationsfreie Herstellung und Aufbe- Alkan, B., S. Cychy, S. Varhade, M. Muhler, C. Schulz, W. Schuh- 11
Auch wurde aus der Gasphase entstandenes reitung lasergenerierter Nanopartikel in einer mann, H. Wiggers, C. Andronescu (2019): Spray-Flame-Synthe-
Graphen erfolgreich eingesetzt, um die bereits Selection of currently funded kontinuierlichen Prozesskette für die heteroge- sized LaCo1-xFexO3 Perovskite Nanoparticles as Electrocatalysts for
hervorragende Leistung von Gasphasen-syntheti- coordinated projects ne Katalyse“ (2017–2019), Projektleiterin: Prof. Water and Ethanol Oxidation, ChemElectroChem 6, 1.
sierten Silizium-Nanopartikeln für Lithium-Ionen- In numerous cooperative projects both within Marika Schleberger Chen. J., U. Bovensiepen, A. Eschenlohr, T. Müller, P. Elliott,
Batterieanoden weiter zu verbessern. Tests erga- CENIDE and with national and international E.K.U. Gross, J.K. Dewhurst, S. Sharma (2019): Competing Spin
ben, dass das Gasphasengraphen Langzeitstabilität partners from academia and industry, scientific Dynamische Prozesse in Festkörpern: Transfer and Dissipation at Co/Cu(001) Interfaces on Femtosecond
und Effizienz des Verbundwerkstoffs im Vergleich publications, new patents and creative ideas are Koordination des SFB 1242 „Nichtgleichge- Timescales. Phys. Rev. Lett. 122, 067202.
zu reinem Silizium signifikant verbessert. continuously generated. The selected projects, wichtsdynamik kondensierter Materie in der
Thermoelektrizität spielt eine wichtige therefore, give only a small insight into the re- Zeitdomäne“ (seit 2016), Sprecher: Prof. Uwe El Arrassi, A., Z. Liu, M.V. Evers, N. Blanc, G. Bendt, S. Saddeler,
Rolle bei der Energieumwandlung und der search activities at CENIDE. Bovensiepen D. Tetzlaff, D. Pohl, C. Damm, S. Schulz, K. Tschulik (2019):
Rückgewinnung von Abwärme. CENIDE- Koordination des BMBF-Projekts “Characteriza- Intrinsic Activity of Oxygen Evolution Catalysts Probed at Single
Wissenschaftler*innen erforschen neue Mecha- Catalysis: tion of solids” am Cryring in Darmstadt (2019– CoFe2O4 Nanoparticles, Journal of the American Chemical Society
nismen zur Verbesserung der Thermoelektrik Coordination of the CRC/TRR 247 “Hete- 2022), Projektleiterin: Dr. Katharina Ollefs 141, 9197.
von Übergangsmetalloxiden und deren Hetero- rogeneous Oxidation Catalysis in the Liquid Kurzmann, A., P. Stegmann, J. Kerski, R. Schott, A. Ludwig,
strukturen durch leistungsstarke Computersimu- Phase – Materials and Mechanisms in Thermal, Gasphasensynthese von Nanomaterialien: A.D. Wieck, J. Koenig, A. Lorke, M. Geller (2019): Optical Detec-
lationen. Die Forscher*innen zeigten, dass der Electro- and Photocatalysis” (since 2018), spo- Koordination des SPP 1980 „Nanopartikelsyn- tion of Single-Electron Tunneling into a Semiconductor Quantum
Übergang von Metall zu Isolator in bestimmten kesperson: Prof. Malte Behrens these in Sprayflammen SpraySyn: Messung, Dot. Phys. Rev. Lett. 122, 247403.
Perowskit-Übergittern zu einer stark verbesserten Participation in the BMBF project “KontiKat – Simulation, Prozesse“ (seit 2017), Sprecher:
Muckel, F., S. Delikanli, P.L. Hernández-Martínez, T. Priesner,
thermoelektrischen Reaktion führt. Contamination-Free Production and Proces- Prof. Christof Schulz
S. Lorenz, J. Ackermann, M. Sharma, H.V. Demir, G. Bacher
Lichtemittierende elektrochemische Zellen sing of Laser-Generated Nanoparticles in a Koordination der FOR 2284 „Modellbasierte
(2018): sp-d Exchange Interaction in Wave Function Engineered
(LECs) sind vielversprechend für großflächi- Continuous Process Chain for Heterogeneous skalierbare Gasphasensynthese komplexer
Colloidal CdSe/Mn:CdS Hetero-Nanoplatelets. Nano Letters 18,
ge flexible Beleuchtungslösungen. Allerdings Catalysis” (2017–2019) Nanopartikel“ (seit 2015, mit IUTA), Sprecher:
2047.
verhindert der Mangel an tiefblauen Strahlern, Prof. Christof Schulz
die gleichzeitig effizient, hell und langzeitstabil Dynamic processes in solids: Rosenberger, Th., A. Münzer, D. Kiesler, H. Wiggers, F.E. Kruis
sind, die Bildung von weißen, alltagstauglichen Coordination of the CRC 1242 “Non-Equili- Magnetische Materialien: (2018): Ejector-based sampling from low-pressure aerosol reac-
LECs. CENIDE‘s-Forscher*innen ist es erstmals brium Dynamics of Condensed Matter in the Maßgebliche Beteiligung am SFB/TRR 270 tors. Journal of Aerosol Science 123.
gelungen, QLEC-Bauteile (QLEC = Quanten- Time Domain” (since 2016), spokesperson: „HoMMage – Hysterese-Design magnetischer
Scheibel, F., T. Gottschall, A. Taubel, M. Fries, K.P. Skokov, A.
punkt-LEC) mit homogener weißer Lichtemissi- Prof. Uwe Bovensiepen Materialien für effiziente Energieumwandlung“
Terwey, W. Keune, K. Ollefs, H. Wende, M. Farle, M. Acet, O.
on herzustellen. Coordination of the BMBF project “Characte- (2020–2023)
Gutfleisch, M.E. Gruner (2018): Hysteresis Design of Magneto-
rization of Solids” at the Cryring in Darmstadt EU-Twinning-Projekt „MaNaCa – Magnetic
caloric Materials – From Basic Mechanisms to Applications. Energy
(2019–2022), spokesperson: Prof. Marika Nanohybrids for Cancer Therapy“ (2019–2022)
Technol. 6, 1397.
Auswahl derzeit geförderter Schleberger Koordination des BMBF-Projekts „ULMAG –
koordinierter Projekte ULtimate MAGnetic Characterization (2019– Siemer, S., D. Westmeier, C. Vallet, J. Steinmann, J. Buer, R.H.
In zahlreichen Kooperationen sowohl inner- Gas phase synthesis of nanomaterials: 2022) Stauber, S.K. Knauer (2019): Breaking resistance to nanoantibi-
halb von CENIDE als auch mit nationalen und Coordination of the SPP 1980 “Nanoparticle otics by overriding corona-dependent inhibition using a pH-switch.
internationalen Partnern aus Wissenschaft und Synthesis in Spraysyn Spray Flames: Measu- Nanomaterialien für die Gesundheit: Materials Today 26, 19.
Industrie entstehen kontinuierlich wissenschaftli- rement, Simulation, Processes” (since 2017), Beteiligung am SFB 1093 „Supramolekulare Spengler, M., R.Y. Dong, C.A. Michal, W.Y. Hamad, M.J.
che Veröffentlichungen, neue Patente und kreati- spokesperson: Prof. Christof Schulz Chemie an Proteinen“ (seit 2014) MacLachlan, M. Giese (2018): Hydrogen-Bonded Liquid Crystals
ve Ideen. Daher geben die ausgewählten Projekte Coordination of FOR 2284 “Model-Based in Confined Spaces – Towards Photonic Hybrid Materials. Advanced
nur einen kleinen Einblick in die Forschungsakti- Scalable Gas Phase Synthesis of Complex Na- Nanotechnologie in Energieanwendungen: Functional Materials 28, 26.
vitäten bei CENIDE. noparticles” (since 2015, with IUTA), spokes- EU-Projekt „SAIL PRO – Safe and Amplified
person: Prof. Dr. Christof Schulz Industrial Laser PROcessing“, Projektleiter: Tran, V., B. Walkenfort, M. König, M. Salehi, S. Schlücker
Katalyse: Prof. Stephan Barcikowski (2016–2019) (2019): Rapid, Quantitative, and Ultrasensitive Point-of-Care
Koordination des SFB/TRR 247 „Heterogene Magnetic materials: BMBF-Projekt NEMEZU „Neue edelmetall- Testing: A Portable SERS Reader for Lateral Flow Assays in Clinical
Oxidationskatalyse in der Flüssigphase – Mate- Significant participation in the CRC/TRR 270 freie Membran-Elektroden-Einheiten für Chemistry. Angew. Chem. Int. Ed. 58, 442.
rialien und Mechanismen in der thermischen, “HoMMage – Hysteresis Design of Magnetic Brennstoffzellen der Zukunft“ (2015–2018)Universität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
University of Duisburg-Essen Nanoscience
Beteiligung an der IMPRS on Reactive Struc- Materials for Efficient Energy Conversion”
ture Analysis for Chemical Reactions (RE- (2020–2023)
CHARGE) (2015–2021) EU Twinning Project “MaNaCa – Magnetic
12 Beteiligung an der IMPRS for Interface Nanohybrids for Cancer Therapy” (2019–2022) 13
Controlled Materials for Energy Conversion Coordination of the BMBF project “ULMAG -
(SURMAT) (2016–2021) ULtimate MAGnetic Characterization” (2019–
2022) spokesperson: Dr. Katharina Ollefs
Weitere:
DFG-Gerätezentrum ICAN „Interdiscipli- Nanomaterials for health:
nary Center for Analytics on the Nanoscale“ Participation in the CRC 1093 “Supramolecular
(2017–2020) Chemistry of Proteins” (since 2014)
Koordination der FOR 1993 „Multifunktionale
Stoff- und Energiewandlung“ (seit 2013), Spre- Nanotechnology in energy applications:
cher: Prof. Burak Atakan EU Project “SAIL PRO - Safe and Amplified
Koordination des SPP 2122 “Materials for Industrial Laser PROcessing”, project manager:
Laser-based Additive Manufacturing” (seit Prof. Stephan Barcikowski (2016–2019)
2018), Sprecher: Prof. Stephan Barcikowski BMBF project NEMEZU “New Non-Precious
© Foto: AG Bovensiepen / N. Rothenbach et al., Phys Rev. B 100 (2019)
Koordination des BMBF-Projekts „Nanostruk- Metal-Free Membrane Electrode Units for Fuel
turierte Materialien – Gruppierung hinsichtlich Cells of the Future” (2015–2018)
Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz und Participation in the IMPRS on Reactive Struc-
Risikominimierung” (2015–2018), Sprecher: ture Analysis for Chemical Reactions (RE-
Prof. Thomas Kuhlbusch CHARGE) (2015–2021)
Participation in the IMPRS for Interface
Controlled Materials for Energy Conversion
Internationales (SURMAT) (2016–2021)
15 gemeinsame Publikationen, eine Patent–
anmeldung, acht Workshops und zahlreiche More:
Personenaustausche beidseitig – das ist die bis- DFG Core Facility ICAN “Interdisciplina-
herige Erfolgsbilanz der Partnerschaft zwischen ry Center for Analytics on the Nanoscale”
CENIDE und der Universität Tsukuba (Japan). (2017–2020)
2019 wurden sowohl der Kooperationsvertrag als Coordination of FOR 1993 “Multifunctional
auch die Förderung durch den Deutschen Akade- Material and Energy Conversion” (since 2013),
mischen Austauschdienst (DAAD) verlängert. Im spokesperson: Prof. Burak Atakan
November 2019 fand bereits das achte gemein- Coordination of SPP 2122 “Materials for Laser-
same Symposium statt. Aber auch mit dem Wa- Based Additive Manufacturing” (since 2018),
terloo Institute for Nanotechnology (WIN) der spokesperson: Prof. Stephan Barcikowski Bei der Untersuchung der Energieübertragung in einem Metall-Isolator-Material ergibt
University of Waterloo in Kanada verbindet CE- Coordination of the BMBF project “Nanos- sich dieses Elektronenbeugungsmuster der Probe (Farben nachträglich hinzugefügt).
When studying the energy transfer in a metal insulator material, this electron
NIDE eine bereits langjährige Zusammenarbeit, tructured Materials – Grouping with Regard
diffraction pattern of the sample is revealed (colours added later).
die 2018 und 2019 unter anderem in gemeinsame to Occupational Safety, Consumer and Envi-
Workshops in Waterloo und Duisburg mündete. ronmental Protection and Risk Minimization”
Die Materials Chain International Conference (2015–2018), Spokesperson: Prof. Thomas
2018 – ein Profilschwerpunkt der UA Ruhr, der Kuhlbusch
zum erheblichen Teil von CENIDE getragen Wissenschaft. Auch der regelmäßige, oftmals German Academic Exchange Service (DAAD)
wird –, das 3. Internationale Symposium zur International mehrmonatige Besuch international renommierter were extended, and in November 2019 the eighth
„Gasphasensynthese funktionaler Nanoma- 15 joint publications, one patent application, Wissenschaftler*innen bei CENIDE belegt die in- joint symposium was held. But CENIDE also has
terialien“ im NETZ: Regelmäßig organisieren eight workshops and numerous exchanges of per- tensive internationale Zusammenarbeit. Begrüßen a long-standing cooperation with the Waterloo
CENIDE-Wissenschaftler*innen internationale sonnel on both sides – this is the current track re- durften wir 2018 und 2019 u.a. folgende Gäste: Institute for Nanotechnology (WIN) of the Uni-
Konferenzen, Workshops und Symposien. Die cord of the partnership between CENIDE and the Dr. Sergey Cheskis (Tel Aviv University, Israel) versity of Waterloo in Canada, which led to joint
tägliche Forschungsarbeit ist immer auf interna- University of Tsukuba (Japan). In 2019, both the Prof. Dr. Kyle Daun (University of Waterloo, workshops in Waterloo and Duisburg in 2018
tionaler Kooperationsbasis – nur so funktioniert cooperation agreement and the funding by the Kanada) and 2019.Universität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
University of Duisburg-Essen Nanoscience
Preise und Auszeichnungen Prof. Dr. Matthias Ihme (Stanford University,
Die Forschungsleistungen der CENIDE-Mit- USA)
glieder und ihrer Mitarbeiter*innen sind beein- Dr. Jay Jeffries (Stanford University, USA)
14 druckend. Diese vollständig vorzustellen ist nicht Prof. Dr. Markus Kraft (University of Cam- 15
möglich, jedoch möchten wir stellvertretend bridge, UK)
einige Preise und Auszeichnungen hervorheben: Prof. Dr. Stephan Link (Rice University, USA)
Dr. Jochen Niemeyer wurde für das Heisen- Prof. Dr. Junji Nakamura (University of Tsuku-
© Foto: Dr. Nicolas Wöhrl, Sebastian Tigges, CENIDE
berg-Programm der DFG ausgewählt. ba, Japan)
Prof. Reinhard Zellner wurde am 4. Dezem- Prof. Dr. Igor Rahinov (Open University of
ber 2019 mit der Carl-Duisberg-Plakette der Israel)
GDCh ausgezeichnet. Dr Greg J. Smallwood (National Research
Für ihre Forschung zum rechnergestützten Council, Ottawa/Canada)
Design von Verbundwerkstoffen ist es der Phy- Prof. Dr. Stephen Tse (Rutgers University, USA)
sikerin Dr. Anna Grünebohm gelungen, eine Prof. Dr. Hai Wang (Stanford University, USA)
Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe einzuwer- Prof. Dr. Yohei Yamamoto (University of Tsu-
ben, die für sechs Jahre mit über 1,3 Mio. Euro kuba, Japan)
gefördert wird (Grünebohm hat 2019 an die Prof. Dr. Qiming Zhang (Pennsylvania State
RUB gewechselt). University, USA)
Die Göttinger Akademie der Wissenschaf-
ten hat Jun.-Prof. André Gröschel mit dem Prizes and awards
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des patentierten Katalysatormaterials aus der Plasma-Beschichtungsanlage. Dannie-Heineman-Preis 2018 ausgezeichnet. The research achievements of CENIDE mem-
Es sind die nur wenige Nanometer dünnen Wände aus Kohlenstoff zu erkennen. Darüber hinaus erhielt er den Reimund-Stad- bers and their staff are impressive. It is impossible
Scanning electron microscope image of the patented catalyst material from the plasma coating system. ler-Preis 2020 der Fachgruppe „Makromoleku- to list these in full, but we would like to highlight
The carbon walls, which are only a few nanometers thick, can be recognized. lare Chemie“ der GDCh. a few prizes and awards:
Für seine Pionierleistungen zum inversen Dr. Jochen Niemeyer was selected for the
magnetokalorischen Effekt ist Dr. Mehmet Acet DFG’s Heisenberg Programme.
mit dem prestigeträchtigsten türkischen Wis- On December 4, 2019, Prof. Reinhard Zellner
senschaftspreis, dem Turkish Special Award, was awarded the Carl Duisberg Plaque of the
Dr. Brian Gierra (Lawrence Livermore National CENIDE scientists regularly organize inter- ausgezeichnet worden. German Chemical Society (GDCh).
Lab, USA) national conferences, workshops and symposia Für ihr außergewöhnliches Engagement und For her research on the computer-aided design
Prof. Dr. Dongdong Gu (Nanjing University of – for example the Materials Chain International ihre Leistungen in der Lehre sind die drei of composite materials, physicist Dr. Anna Grü-
Aeronautics and Astronautics, China) Conference 2018 (a profile focus of the UA Ruhr CENIDE-Mitglieder Jun.-Prof. Michael Giese, nebohm has succeeded in securing funding for
Prof. Dr. Matthias Ihme (Stanford University, largely supported by CENIDE) and the 3rd Inter- Jun.-Prof. Jens Voskuhl und Dr. Jochen Nie- an Emmy Noether Junior research group, with
USA) national Symposium on “Gas Phase Synthesis of meyer mit dem Lehrpreis der UDE ausgezeich- over €1.3 million to be provided over six years
Dr. Jay Jeffries (Stanford University, USA) Functional Nanomaterials” in the NETZ. The re- net worden. (Dr. Grünebohm transferred to RUB in 2019).
Prof. Dr. Markus Kraft (University of Cam- search work carried out on a daily basis is always Mit seinen „Nano-Werkstätten“ für Grund- The Göttingen Academy of Sciences and Hu-
bridge, UK) based on international cooperation, as this is the schüler konnte Prof. Sebastian Schlücker manities awarded Jun. Prof. André Gröschel
Prof. Dr. Stephan Link (Rice University, USA) only way in which science really works. Regular beim Gründerwettbewerb des small business the Dannie Heineman Prize 2018. In addition,
Prof. Dr. Junji Nakamura (University of Tsuku- visits by internationally renowned scientists at managements (sbm) der UDE den 3. Platz he received the Reimund Stadler Prize 2020 of
ba, Japan) CENIDE, often lasting several months, also tes- belegen. Darüber hinaus hat der Chemiker the Macromolecular Chemistry division of the
Prof. Dr. Igor Rahinov (Open University of tify to the intensive international cooperation. In den Dayawati Rastogi Lecture Award 2019 der GDCh.
Israel) 2018 and 2019 we welcomed, among others, the Indian Spectroscopy Society erhalten. For his pioneering work on the inverse mag-
Dr. Greg J. Smallwood (National Research following guests: Dr. Jochen Niemeyer erhielt den Thieme netocaloric effect, Dr. Mehmet Acet has been
Council, Ottawa/Kanada) Dr. Sergey Cheskis (Tel Aviv University, Israel) Chemistry Journal Award 2018 für innovative awarded the prestigious science prize, the
Prof. Dr. Stephen Tse (Rutgers University, USA) Prof. Dr. Kyle Daun (University of Waterloo, Arbeiten auf dem Gebiet der organischen Syn- Turkish Special Award.
Prof. Dr. Hai Wang (Stanford University, USA) Canada) these und Katalyseforschung. The three CENIDE members Jun. Prof. Michael
Prof. Dr. Yohei Yamamoto (University of Tsu- Dr. Brian Gierra (Lawrence Livermore National Dr. Franziska Muckel wird vom DAAD mit Giese, Jun. Prof. Jens Voskuhl and Dr. Jo-
kuba, Japan) Lab, USA) dem Förderprogramm „Postdoctoral Re- chen Niemeyer have been awarded the UDE
Prof. Dr. Qiming Zhang (Pennsylvania State Prof. Dongdong Gu (Nanjing University of searchers International Mobility Experience“ Teaching Prize for their extraordinary commit-
University, USA) Aeronautics and Astronautics, China) (P.R.I.M.E) unterstützt. Die Förderung umfasst ment and their achievements in teaching.Universität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
University of Duisburg-Essen Nanoscience
eine 12-monatige Auslandsphase und eine For his “nano workshops” for primary school Hier stellt er „massenweise Unikate“ her – nach Chemist Prof. Sebastian Schlücker won one
sechsmonatige Integrationsphase an einer deut- children, Prof. Sebastian Schlücker was awar- Kundenwunsch maßgeschneiderte Nanopartikel of the sponsorship prizes in the small business
schen Hochschule während der PostDoc-Zeit. ded 3rd prize in UD‘s small business manage- – oder konstruiert gleich selbst die Anlagen zu management (sbm) start-up competition organ-
16 Prof. Michael Farle ist zum „Adjunct Profes- ment (sbm) start-up contest. The chemist was deren Herstellung. Hardt wurde 2018 sowohl mit ized by the University of Duisburg-Essen for his 17
sor“ der Physik an der Sharif University in also the recipient of the Indian Spectroscopy dem Gründerpreis der Wirtschaftsförderung Kre- project “NanoWorkshops”. The NanoWorkshops
Teheran (Iran) ernannt worden. Society‘s Dayawati Rastogi Lecture Award 2019. feld als auch mit dem Marketingpreis Kevelaer provide specially developed experiments and
Dr. Sven Reichenberger wurde mit dem Dr. Jochen Niemeyer received the Thieme bedacht. learning materials to primary schools for early
ALTANA young chemist prize ausgezeichnet. Chemistry Journal Award 2018 for his innova- Gleich in zwei Start-ups und eine neue STEM promotion.
Der Fojtik-Henglein-Preis 2018 wurde an Dr. tive work in the field of organic synthesis and Technologie mündete das Projekt „DruIDe“ der The start-up company HSWmaterials GmbH
Bilal Gökce für seine Arbeit zur laserbasierten catalysis research. Professoren aus den Ingenieurwissenschaften was founded by Dr.-Ing. Sebastian Hardt in 2017
Nanopartikelsynthese verliehen. Dr. Franziska Muckel is being supported by Niels Benson, Thomas Kaiser, Roland Schmechel as a spin-off of the NanoEnergieTechnikZentrum
Sie war früher fertig als üblich und ihre Ab- the DAAD funding programme “Postdoctoral und Daniel Erni. Chiplose Funketiketten aus (NETZ). Within it he produces “large numbers
schlussprüfung gehört zu den besten ihres Jahr- Researchers International Mobility Experience” Nanosilizium, das sie aus dem NETZ und dem of one-offs” – nanoparticles tailored to customer
gangs: Iljana Stemmer hat am Interdiciplinary (P.R.I.M.E). The support includes a 12-month Institut für Energie und Umwelttechnik (IUTA) requirements – or designs the systems for their
Center for Analytics on the Nanoscale (ICAN) period abroad and a six-month integration beziehen, lassen sich direkt aufdrucken und per production himself. In 2018, Hardt was awarded
im NanoEnergieTechnikZentrum ihre Ausbil- phase at a German university during the post- Laser zur elektronischen Schaltung verarbeiten both the Start-Up Prize of the Krefeld Economic
dung zur Werkstoffprüferin abgeschlossen. doc period. – kein Barcode ist mehr nötig, den man einzeln Development Agency and the Kevelaer Market-
Darüber hinaus wurden zahlreiche Prof. Michael Farle has been appointed Adjunct ablesen muss. ing Prize.
Absolvent*innen für ihre Bachelor-, Master- und Professor of Physics at Sharif University in Die Arbeitsgruppe von Prof. Jochen Gutmann The “DruIDe” project by professors of engi-
Doktorarbeiten ausgezeichnet. Tehran (Iran). und das Deutsche Textilforschungszentrum neering Niels Benson, Thomas Kaiser, Roland
Dr. Sven Reichenberger was awarded the AL- Nord-West entwickelten gemeinsam ein Textil, Schmechel and Daniel Erni resulted in two start-
TANA Young Chemist Prize. das es ermöglicht, Edelmetalle aus Lösungen ups and a new technology. Chip-less radio labels
Transfer und Nachhaltigkeit The Fojtik-Henglein Prize 2018 was awarded herauszufiltern und zu recyceln. Diese besondere made of nanosilicon, which they obtain from
Die Entwicklung und Erforschung nachhalti- to Dr. Bilal Gökce for his work on laser-based Kooperation würdigte das Land NRW 2018 mit NETZ and the Institute for Energy and Envi-
ger Technologien und Materialien steht bei vielen nanoparticle synthesis. dem jährlich vergebenen Effizienzpreis NRW. ronmental Technology (IUTA), can be printed
Arbeitsgruppen und Themen von CENIDE im Iljana Stemmer completed her training as a Julia Frohleiks vom Lehrstuhl für Werkstoffe directly and processed by laser to form an elec-
Mittelpunkt. Transfer und Nachhaltigkeit zu för- materials tester at the Interdisciplinary Center der Elektrotechnik forscht ebenfalls erfolgreich tronic circuit. An individually readable barcode is
dern, ist daher eine Schlüsselkomponente. Einige for Analytics on the Nanoscale (ICAN) in the an nachhaltigen Technologien: Sie entwickelte no longer needed.
Projekte haben zudem ausdrücklich die Verbrei- NanoEnergieTechnikZentrum. She qualified besonders für den alltäglichen Einsatz geeignete The working group of Prof. Jochen Gutmann
tung wissenschaftlicher Arbeitsweise und Werte faster than is usually the case, and the result of Leuchtmittel aus Halbleiterquantenpunkten und and the German Textile Research Centre North-
zum Inhalt. Im Folgenden einige Beispiele für her final examination was among the best of lichtemittierenden elektrochemischen Zellen West jointly developed a textile that enables
Ausgründungen, Patente, nachhaltige Technolo- her year. (LECs) und bekam dafür unter anderem den precious metals to be filtered out of solutions
gien & Co: In addition, numerous graduates were awarded Photonics Poster Preis 2018 der American Che- and recycled. In 2018, the state of North Rhine-
Bereits Marktreife hat die Entwicklung der for their bachelor, master and doctoral theses. mical Society (ACS). Um Nachhaltigkeit anderer Westphalia honoured this special cooperation
beiden Physiker Dr. Nicolas Wöhrl und Sebastian Art ging es in dem im Juni 2018 abgeschlossenen with the annual NRW Efficiency Prize. Julia
Tigges: Sie haben ein Verfahren zum Patent ange- Projekt „nanoGRAVUR – Nanostrukturierte Frohleiks from the Chair of Electronic Materials
meldet, das in einem einzigen Schritt hochaktives Transfer and sustainability Materialien – Gruppierung hinsichtlich Arbeits-, and Nanostructures is also successfully research-
und langzeitstabiles Katalysatormaterial entste- The development and research of sustainable Verbraucher- und Umweltschutz und Risiko- ing sustainable technologies. She has developed
hen lässt. technologies and materials is the focus of many minimierung“: Hier wurden Kriterienkataloge luminaires made of semiconductor quantum
Der Chemiker Prof. Sebastian Schlücker ge- working groups and topics at CENIDE. Promot- entwickelt, um Nanomaterialien in Hinblick auf dots and light-emitting electrochemical cells
wann für sein Projekt „NanoWerkstätten“ einen ing transfer and sustainability therefore plays a Expositions-, Gefährdungs- und Risikopotenziale (LECs) that are particularly suitable for everyday
der Förderpreise beim Gründerwettbewerb small crucial role. Some projects also explicitly aim zu bewerten und zu gruppieren. use, and for this has been awarded, among other
business management (sbm) der Universität at disseminating scientific methods and values. Der Kontakt zur Industrie ist hingegen das prizes, the Photonics Poster Prize 2018 of the
Duisburg-Essen. Die NanoWerkstätten bieten Below are some examples of spin-offs, patents, zentrale Thema beim 5. und 6. RuhrSymposium American Chemical Society (ACS). The project
eigens entwickelte Experimente und Lernma- sustainable technologies, etc. gemeinsam mit dem CAR-Institut: CEOs großer entitled “nanoGRAVUR – Nanostructured Ma-
terialien für Grundschulen zur frühen MINT- The innovation produced by the two physicists Unternehmen und Experten aus der Wissen- terials – Grouping with Regard to Occupational
Förderung an. Dr. Nicolas Wöhrl and Sebastian Tigges is already schaft treffen sich zum Austausch über jährlich Safety, Consumer and Environmental Protection
Das Start-up HSWmaterials GmbH hat ready for the market. They have applied for a pat- wechselnde Aspekte künftiger Mobilität. and Risk Minimization”, completed in June 2018,
Dr.-Ing. Sebastian Hardt 2017 aus dem Nano- ent for a process that produces highly active and Jugendliche stehen wiederum im Mittel- focused on sustainability of a different kind.
EnergieTechnikZentrum (NETZ) ausgegründet: long-term stable catalyst material in a single step. punkt des von CENIDE mitorganisierten Here, criteria catalogues have been developed toUniversität Duisburg-Essen Nanowissenschaften
University of Duisburg-Essen Nanoscience
Nano-Schülerlabors, in dem Schüler*innen assess and group nanomaterials with regard to laden wir auch im November 2020 anlässlich des into our expertise at the 9th Nano-Conference on
erstmals in Kontakt mit Methoden und Experi- exposure, hazard and risk potential. 7. RUHR-Symposiums zum Thema „Katalyse“ April 21-22, 2021 in Münster.
menten aus der Nanotechnologie kommen. So Contact with industry, on the other hand, is erneut Größen aus internationalen Unternehmen One of our core aims is to transform research
18 interessiert CENIDE bereits junge Menschen für the core theme of the 5th and 6th RuhrSympo- und Forschungseinrichtungen an den Campus findings into new applications through inter- 19
die MINT-Fächer und führt dieses Angebot kon- sium together with the CAR Institute: CEOs of Duisburg ein. Forschung an neuen Materialien disciplinary collaboration and cooperation with
sequent mit dem Bachelor-/Master-Studiengang large companies and experts from science meet und deren Weiterverarbeitung für energietech- partners from industry. For this reason, we are
„NanoEngineering“ fort. Für alle Altersklassen to exchange views on annually changing aspects nische Anwendungen steht hingegen vom 25. again inviting major international companies and
offen ist hingegen die alle zwei Jahre stattfinden- of functional materials. bis 26. Februar 2021 im Mittelpunkt der inter- research institutions to the Duisburg campus in
de WissensNachtRuhr, an der das NETZ von The focus of the Nano Student Laboratory, co- nationalen Konferenz des Profilschwerpunktes November 2020 for the 7th RUHR Symposium
Anfang an sehr erfolgreich teilnimmt und seine organized by CENIDE, is on young people. In it, „Materials Chain“ der Universitätsallianz Ruhr, on the topic of “Catalysis”. The focus of the „Ma-
Labortüren für Interessierte öffnet. schoolchildren come into contact with nanotech- an dem CENIDE maßgeblich beteiligt ist. terials Chain“ international conference organized
Und schließlich noch ein Transfer ganz ande- nological methods and experiments for the first by the University Alliance Ruhr from February 25
rer Art: Für eine Ruhrgebiets-Ausstellung nahm time. In this way CENIDE attracts young people to 26, 2021 and in which CENIDE is significantly
der berühmte Fotograf und Jazz-Trompeter Till to the MINT subjects, and is pursuing this aim involved, in contrast will be on materials discov-
Brönner NETZ-Labore, -Geräte und -Forschende further with the “NanoEngineering” bachelor‘s/ ery and processing for energy.
vor die Linse. Als Teil der Ausstellung „Melting master‘s degree course. The biennial Wissen-
Pott“ waren die Bilder von Juli bis Oktober 2019 sNachtRuhr on the other hand, in which NETZ
im Duisburger Museum Küppersmühle zu sehen. has participated very successfully from the outset
and which sees it open its laboratory doors to
interested parties, is open to all age groups.
And finally, a transfer of a completely differ-
Ausblick ent kind: For an exhibition in the Ruhr area, the
Die Wissenschaftler*innen in CENIDE bilden well-known photographer and jazz trumpeter Till
ein interdisziplinäres Netzwerk kreativer Köpfe, Brönner photographed the NETZ laboratories,
das die fächerübergreifende Zusammenarbeit equipment and researchers. The photos were on
fördert und hilft, die Lücke zwischen akademi- display from July to October 2019 at the Küp-
scher Grundlagenforschung und industrieller persmühle Museum in Duisburg as part of the
Umsetzung zu überbrücken. Unsere Vision:
CENIDE ist international anerkannt für hochmo-
“Melting Pott” exhibition.
Kontakt | Contact
derne Materialforschung und -entwicklung. Seine Nanowissenschaften
Mitglieder nutzen ihr fundamentales Verständnis Outlook
der Nanoskala, um nachhaltige Lösungen für die The researchers in CENIDE form an interdis- Wissenschaftlicher Direktor:
großen gesellschaftlichen Herausforderungen in ciplinary network of creative minds that fosters Prof. Dr. Heiko Wende
den Bereichen Energie, Informationstechnologie collaboration across disciplines, bridging the gap ) +49 203 37 2838
und Gesundheit zu entwickeln. between fundamental academic research and @ heiko.wende@uni-due.de
Dabei haben sich für die nahe und mittelfris- industrial implementation. Our vision is for CE-
tige Zukunft die weiter vorn vorgestellten sechs NIDE to be internationally recognized for state- Geschäftsführung:
Forschungsschwerpunkte herauskristallisiert. of-the-art materials research and development, Dr. Tobias Teckentrup
Die mehrtägige wissenschaftliche CENIDE- and for its members to use their fundamental un-
Konferenz im März 2020 in Bergisch Gladbach derstanding of the nanoscale to develop sustain- ) +49 203 379 8178
war nur eine von vielen Gelegenheiten, das inter- able solutions for the major societal challenges in @ tobias.teckentrup@uni-due.de
disziplinäre Netzwerk weiter zu stärken. Einen the fields of energy, information technology and
Einblick in unser Know-how werden wir zudem health. CENIDE-Geschäftsstelle:
auf der 9. Nanokonferenz am 21./22. April 2021 The six research priorities presented above NanoEnergieTechnikZentrum NETZ
in Münster geben. have been identified for the near and medium- Carl-Benz-Straße 199
Ein Bestandteil unseres Selbstverständnisses term future. D-47057 Duisburg
ist es, Erkenntnisse aus der Forschung durch The scientific CENIDE conference in March : www.cenide.de
interdisziplinäre Zusammenarbeit und durch 2020 in Bergisch Gladbach, was just one of many
Kooperationen mit Partnern aus der Industrie opportunities to further reinforce the interdisci-
zu neuartigen Anwendungen zu führen. Daher plinary network. We will also provide an insightSie können auch lesen
