Anschub für eine erfolgreiche wissenschaftliche Karriere

FAU-Exzellenzcluster fördert vier Nachwuchswissenschaftler mit jeweils 100.000 Euro

Neuartige Lichtquellen, bruchfeste Werkstoffe aus dem Computer, effiziente Energieumwandlung sowie neuartige Materialkombinationen in Hybridmaterialien: Im Exzellenzcluster Engineering of Advanced Materials and Processes (EAM) der FAU arbeiten Forscher an zukunftsweisenden Ideen. Mit seinem Förderprogramm – dem EAM Starting Grant – möchte der Exzellenzcluster seine besten Nachwuchswissenschaftler fördern. In diesem Jahr haben vier junge Forscher eine Förderung in Höhe von jeweils 100.000 Euro erhalten und damit die Chance, ihre Projekte voranzutreiben.

„Die ersten Jahre nach der Promotion sind weichenstellend“, sagt Professor Dr. Wolfgang Peukert, Koordinator des Clusters. „Die Nachwuchswissenschaftler müssen Erfahrungen sammeln, forschen, publizieren, Netzwerke aufbauen, sich etablieren. Doch bisher gibt es in dieser Karrierephase nur wenige ausgewählte Förderprogramme. Hier setzen wir mit dem EAM Starting Grant an.“ In diesem Jahr hat das Cluster insgesamt vier EAM Starting Grants vergeben. Mit insgesamt 10 Grants in seinem Förderzeitraum von 2007 bis 2017 investiert der EAM eine Million Euro in diese Form der Nachwuchsförderung.

„Das EAM-Preisgeld sehen wir als Anschubfinanzierung, um individuelle Projekte auf den Weg zu bringen“ erklärt Professor Peukert. „So erhöhen sich die Chancen für die Akquise von Fördergeldern im nationalen und internationalen Rahmen, für die sich die ausgezeichneten Wissenschaftler bewerben müssen.“ Dass die Strategie der Nachwuchsförderung des EAM aufgeht, zeigen Prof. Jana Zaumseil und Prof. Ana Smith: Jana Zaumseil wurde im Rahmen des EAM Award-Programms nach Erlangen berufen, Prof. Ana Smith erhielt 2011 einen EAM Starting Grant. Beide Wissenschaftlerinnen haben in den vergangenen zwei Jahren die begehrte Förderung des Europäischen Forschungsrates bekommen: einen ERC Starting Grant. Diese Auszeichnung ist mit 1,5 Millionen Euro über fünf Jahre dotiert und bietet herausragende Möglichkeiten die eigene Forschungsgruppe auszubauen.

Die Preisträger

Prof. Dr. Erik Bitzek (39), Juniorprofessor am Lehrstuhl für allgemeine Werkstoffwissenschaften
Bruchfeste Werkstoffe aus dem Computer

Ob ein Werkstoff spröde bricht wie Glas oder sich unter Last duktil, d.h. plastisch verformt, hängt zum einen von der Bindung zwischen den Atomen ab, zum anderen von der Anordnung von Defekten um die Rissspitze. Diese Mikrostruktur ist von der Vorgeschichte des Materials abhängig. Je nach Vorbehandlung kann ein Werkstoff mit gleicher chemischer Zusammensetzung eine gegebene Last tragen oder nicht. Ziel der Forschungen von Erik Bitzek ist es, die Wechselwirkungen zwischen Rissen und Defekten aufzuklären. Dazu nutzt er Supercomputer, um die Bewegung von mehreren Millionen Atomen um die Rissspitzen zu simulieren. Anhand solcher Simulationen lassen sich Modelle entwickeln, mit denen das Bruchverhalten genauer beschrieben werden kann. Solche Modelle sind z.B. für Crash-Simulationen im Automobilbereich wichtig, oder um die Bruchfestigkeit von bestrahlten Reaktorstählen zu berechnen. Mit dem Wissen, wie Risse und die Mikrostruktur eines Werkstoffes sich gegenseitig beeinflussen, wollen die Wissenschaftler bruchfestere Materialien entwickeln.

Prof. Dr. Julien Bachmann (35), W2-Professor für Anorganische und Allgemeine Chemie
Öko-Strom effizient erzeugen und speichern

Die CO2-neutrale Gewinnung und Nutzung von Energie setzt die effiziente Umwandlung zwischen den drei Formen Sonnenlicht, Elektrizität und Brennstoff voraus. Diese Umwandlungsprozesse, die in Solarzellen, Batterien und Elektrolyseuren stattfinden, beruhen alle auf dem Austausch von Elektronen an den Grenzflächen zwischen zwei Materialien. Hier setzt Julien Bachmann an: Er will diese Umwandlungsprozesse effizienter gestalten und orientiert sich dabei an der Natur. Dank optimal abgestimmter Strukturen im Nanomaßstab wird in den Blättern das Sonnenlicht hocheffizient in Energie umgewandelt. Julien Bachmann möchte in seinem Projekt Materialien für Solarzellen, Elektroden und Lithiumionenbatterien auf der Nano-Ebene so strukturieren, dass die Geometrien der Grenzflächen kontrolliert und verbessert werden. Dafür will er die Bauteile effizienter machen, aber auch grundsätzlich klären, welche physikalischen und chemischen Prozesse den Durchsatz der Bauteile begrenzen.

Prof. Dr. Sabine Maier (34), Juniorprofessorin am Lehrstuhl für Experimentalphysik
Struktureigenschaften und elektronische Eigenschaften von hybriden organisch / anorganischen Materialien

In diesem Projekt geht es um die Untersuchung der Grenzflächen zwischen organischen Molekülen und maßgeschneiderten dünnen Filmen. Diese schichtförmig aufgebauten Hybridmaterialien, die aus organischen und anorganischen Teilen bestehen, haben faszinierende elektronische Eigenschaften, welche für eine neue Generation von optoelektronischen und molekularen elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise Solarzellen, verwendet werden können. Die geplanten Untersuchungen mit einem hochauflösenden Rastersondenmikroskop sollen helfen, die Eigenschaften verschiedener Strukturen auf atomarer Skala zu verstehen und die Grundlage für leistungsstärkere Materialien zu liefern.

Dr. Rubén Darío Costa Riquelme (30), Humboldt-Forschungsstipendiat am Lehrstuhl für Physikalische Chemie
Neue Materialien für die Lichtquellen der Zukunft

Neuartige Lichtquellen zu erforschen, das ist das Ziel von Dr. Rubén Costa. Sein Schwerpunkt sind lichtemittierende elektrochemische Zellen (LECs). Diese sind mit den organischen Leuchtdioden (OLEDs) verwandt, die man heute schon in vielen Monitoren findet. Solche LECs könnten zukünftig die Basis für großflächige Leuchttapeten sein. Der Vorteil ist, das LECs einfacher aufgebaut, robuster und insgesamt kostengünstiger in der Produktion sind. Teuer sind hingegen die bisherigen Ausgangsstoffe. Daher sucht Rubén Costa nach brauchbaren Materialien, die in ausreichendem Maße auf der Erde vorkommen und kostengünstig sind. Solche Stoffe tragen so exotisch anmutende Namen wie ionische Fullerene, Carbon-Nanotubes, Graphen-Quantum Dots und Porphyrine. Diese werden daraufhin untersucht, ob sie für den Einsatz in LECs geeignet sind, insbesondere für den roten Wellenlängenbereich, da es hierfür bisher noch an Lösungen mangelt.

Der Exzellenzcluster Engineering of Advanced Materials and Processes (EAM)

Im EAM als interdisziplinärem Forschungsverbund arbeiten Forscher aus acht Disziplinen der Natur- und Ingenieurwissenschaften (Physik, Chemie, Mathematik, Werkstoffwissenschaften, Chemie-und Bioingenieurwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik) an der FAU zusammen. Dieses breite fachliche Spektrum spiegeln auch die Preisträger wider. Es gibt jedoch einen gemeinsamen Nenner aller Forschungsideen: Wie können neue maßgeschneiderte Hochleistungsmaterialien erzeugt werden– und zwar im atomaren und molekularen Bereich und mit völlig neuen Materialkombinationen und Strukturen?

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Wolfgang Peukert
Tel.: 09131/85-29400
wolfgang.peukert@fau.de

Dr. Monika Schenk
Tel.: 09131/85-20847
monika.schenk@eam.uni-erlangen.de