Lichtgetriebene Prozesse im Fokus

In der modernen Technologie spielen licht­getriebene Prozesse eine wichtige Rolle – zum Beispiel für die Daten­verarbeitung oder die Nutzung von Licht als Informationsträger. Licht ist zudem ein unver­zichtbares Werkzeug für die Mikroskopie und die Materialherstellung. Es treibt biologische, chemische und physikalische Prozesse an. Diese ermöglichen es beispielsweise, die Strukturen und die Funktion von Materialien zu schalten. Mit den Wechsel­wirkungen zwischen Licht und neuen Materialien wird sich das neue Graduiertenkolleg „PhInt – Photo­polarisierbare Grenzflächen und Membranen“ an der Universität Jena beschäftigen. Die Deutsche Forschungs­gemeinschaft (DFG) fördert es ab 1. September. Am Forschungs­verbund, für den 5,8 Millionen Euro für die nächsten fünf Jahre beantragt wurden, sollen 24 Stellen für Dok­torandinnen und Doktoranden einge­richtet werden.

Neben der Friedrich-Schiller-Universität Jena sind das Universitätsklinikum Jena, das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF und das Leibniz-Institut für Photonische Techno­logien (Leibniz-IPHT) Partner im neuen Graduierten­kolleg, das im „Abbe-Center für Photonics“ angesiedelt wird. „PhInt besticht durch die enge Zusammen­arbeit von Forschenden aus der Materialchemie, Festkörper­physik, Biophysik, Physiologie, physikalischen Chemie, theoretischen Chemie und Chemie­didaktik“, sagt der Sprecher Benjamin Dietzek-Ivanšić. „So werden neue Verknüpfungen zwischen den verschiedenen Fachbereichen geschaffen, die die Grundlage für die stark interdisziplinäre Ausbildung der Promovierenden im Kolleg sind. Besonderen Wert legt PhInt auf die Vermittlung der Forschungs­inhalte und die Wissenschafts­kommunikation. Dazu wird die chemische Fachdidaktik direkt in das Graduierten­kolleg integriert und eine Zusammenarbeit mit dem Deutschen Optischen Museum imple­mentiert“, ergänzt Dietzek-Ivanšić, der zusätzlich am Leibniz-IPHT die Forschungs­abteilung „Functional Interfaces“ leitet. 

Prominente Beispiele lichtgetriebener Prozesse und Strukturen sind die Photosynthese, die Licht-Energie-Wandlung in der Photovoltaik, aber auch lichtgetriebene molekulare Maschinen. In all diesen Bereichen ist es notwendig, die zugrundeliegenden Wechsel­wirkungen zwischen Licht und Materialien zu verstehen, um neue Materialien mit einer verbesserten Funktionalität entwickeln zu können. An solchen Wechsel­wirkungen wird im neuen Graduierten­kolleg PhINT intensiv geforscht werden. Ziel ist es, photo­schaltbare Membranen und Grenzflächen herzustellen und zu charak­terisieren. Im Fokus stehen molekular-dünne Membranen sowie die Grenz­flächen von Festkörpern wie Silizium und Glas. 

Ein Schwerpunkt wird auf der material­klassenübergreifenden Charak­terisierung der molekularen Prozesse liegen, die zur Änderung der makro­skopischen Eigenschaften der Materialien führen. Außerdem sollen geeignete Methoden entwickelt und etabliert werden, um die auf Molekülebene und teilweise extrem schnell ablaufenden Prozesse zu studieren. „Wenn diese Abläufe verstanden sind, eröffnen sich neue Anwendungs­perspektiven für die licht­gesteuerten Materialien, zum Beispiel in der photo­schaltbaren Optoelektronik und adaptiven Photosensorik oder in der Steuerung von zellulären Signal­prozessen und der Medikamenten­aufnahme durch Licht“, schaut Dietzek-Ivanšić weit in die Zukunft.

FSU Jena / JOL