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11.06.2015, 15:00 Uhr

Gemeinsame Sitzung der Klassen IW (98. Sitzung) und NM (567. Sitzung)

Prof. Dr. Heinrich Kurz, Aachen: Nanotechnologie: Visionen und Realität; Prof. Dr. Martin Möller, Aachen: Sich autonom bewegende Mikroobjekte

Nanotechnologie: Visionen und Realität
Prof. Dr. Heinrich Kurz, Aachen

In einem Rückblick werden die Visionen der letzten 20 Jahre im Bereich der Nanotechnologie mit den tatsächlich erreichten Fortschritten verglichen. Daraus werden einige wesentliche Lehren für eine erfolgreiche Forschungspolitik an Universitäten und außeruniversitären Forschungszentren gezogen, die für eine überzeugende und rechtzeitige Umsetzung der Nanotechnologie in relevante industrielle Felder im internationalen Wettbewerb eine entscheidende Voraussetzung sind.

Professor Dr. Heinrich Kurz geboren 1943 in Pennewang, Oberösterreich. Studium der Physik mit Nebenfach Mathematik an der Universität Wien von 1962-1968; Promotion 1971. Anschließend arbeitete er am Philips Forschungslabor Hamburg (PFH) an optischen Massenspeichersystemen und optischen Speichermaterialien, photorefraktiver Effekt in LiNbO. Von 1981 bis 1984 war er mit einem Lynen-Stipendium der Alexander v. Humboldt-Stiftung, Bonn an der Harvard Universität, Cambridge, USA, wo er an zeitaufgelösten optischen Untersuchungen von hoch angeregten Zuständen in Halbleitern forschte. 1983 Habilitation für das Fach Experimentelle Physik an der Universität Hamburg. Danach wurde er 1984 Professor an der RWTH Aachen und Leiter des Basislabors für Femtosekunden-Spektroskopie an Halbleitern. 1987 Verleihung des „Alfried-Krupp-Förderpreis“ für junge Hochschullehrer. Den Lehrstuhl für Halbleiterphysik an der RWTH Aachen hat er seit 1990 inne. Damit war auch die Leitung des Institutes für Halbleitertechnik an der RWTH verbunden. Seit 1993 ist er Geschäftsführender Gesellschafter der AMO GmbH (Gesellschaft für Angewandte Mikro- und Optoelektronik, Aachen) und seit 1997 Direktor von AMICA (Advanced Microelectronic Center Aachen).
Heinrich Kurz ist seit 2005 Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste.

Sich autonom bewegende Mikroobjekte
Prof. Dr. Martin Möller, Aachen

Die Fähigkeit von Mikroobjekten, eine angetriebene Rotation, Formveränderung oder eine Translationsbewegung auszuführen, verlangt eine lokale Energiequelle in der Mikrostruktur. Dabei wird in den meisten Fällen die Ausrichtung der Bewegung nicht durch Trägheitseffekte unterstützt (kleine Reynolds-Zahlen) und die ausgelöste Bewegungsaktion darf in ihrem Ablauf nicht reziprok sein. Für künstliche Mikroschwimmer werden daher bisher vor allem lokale Gradienten in Zusammensetzung oder Temperatur genutzt. Leistungsfähigere Konzepte nutzen die lokalisierte Ausbildung von Gasblasen, die einen Jet-Effekt bewirken. Eine weitergehende Kontrolle der Bewegung nach dem Vorbild der Mikroorganismen verlangt aber einen Bewegungsapparat, der mit hoher Präzision gesteuert werden kann. Bekannte Beispiele für angetriebene Strukturbewegungen wie Biegen, Verdrehen und Volumenänderungen, betreffen thermisch- oder lichtschaltbare flüssigkristalline Mikrostrukturen und als besonderes Beispiel eine synthetische Geisel auf der Basis gekoppelter Magnetpartikel, welche eine nicht reziproke Peitschen-Bewegung bewirken. Im Fall von Hydrogel-Mikroobjekten werden Strukturbewegungen wie Schrumpfen, Biegen und Verdrehen, durch einen mit einer Volumenänderung verbundenen Phasenübergang bewirkt. Dabei kann der Phasenübergang nicht über das Medium, sondern muss von innen aus dem Mikroobjekt heraus gesteuert werden. Zu diesem Zweck haben wir 1-4 Gold-Nanostäbchen pro Kubikmikrometer in die Mikrogelobjekte eingebracht, die Licht der Wellenlänge von 780 nm absorbieren und dann innerhalb von Nanosekunden eine lokale Erwärmung der Gele bewirken. Die schnellen reversiblen Schaltvorgänge ermöglichen eine dynamische Kontrolle der Verformung, Verbiegung und Einschnürung der Mikrostrukturen und so die aktive Fortbewegung kleiner Objekte.

Prof. Dr. Dr. h.c. Martin Möller, 1951 in Zweibrücken geboren, übernahm 2002 nach Stationen an der Universiteit Twente und der Universität Ulm die Professur für Textilchemie und Makro-Molekulare Chemie der RWTH Aachen. 2003 wurde er Direktor des Deutschen Wollforschungsinstituts an der RWTH Aachen e.V. Nach einer Neuaufstellung wurde dieses Institut unter seiner Leitung als DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien 2013 in die Leibniz-Gemeinschaft aufgenommen. Martin Möller hat in Hamburg und Freiburg Chemie studiert. Er ist Mitglied der Akademie der Technischen Wissenschaften / acatech sowie seit 2005 der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und der Künste und übt vielfältige Tätigkeiten in verschiedenen Wissenschaftsorganisationen aus. 2002 wurde er mit dem Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft ausgezeichnet und 2012 zum Ehrendoktor und Senatsmitglied der Technischen Universität Cluj-Napoca (Rumänien) ernannt. 2014 erhielt er den Hermann-Staudinger-Preis der Gesellschaft Deutscher Chemiker. Sein Forschungsgebiet ist die Synthese neuer Polymere und selbstorganisierender Polymersysteme.