Mit dem Thüringer Forschungspreis werden seit 1995 jährlich herausragende Forschungs- und Transferleistungen ausgezeichnet, die an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen des Freistaats entstanden sind. Der Preis ist mit insgesamt 50 000 Euro dotiert und wird in den Kategorien Grundlagenforschung und Angewandte Forschung sowie Transfer vergeben.
Der Thüringer Forschungspreis 2012 wird am 17. Februar im Institut für Photonische Technologien verliehen.
Geehrt werden die Forscher des Instituts für Photonische Technologien für ihre Arbeiten zur Entwicklung einer neuen Mikroskopiemethode und ein Verfahren, mit dem komplex zusammengesetzte Laserfasern mit wesentlich größeren Faserkernen als bisher erzeugt werden können.Plattenspieler für die DNA
Die Auflösung herkömmlicher mikroskopischer und spektroskopischer Verfahren ist begrenzt. Details über die Struktur und Anordnung der Elemente, zum Beispiel bei DNA und Proteinen, sind schwierig zu erhalten. Will man das Entstehen von Krankheiten besser verstehen, sind diese Informationen jedoch von großer Bedeutung. Zusammen mit dem Institut für Physikalische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) entwickelt die Abteilung Nanoskopie um PD. Dr. Volker Deckert ein Verfahren, bei dem die Auflösung deutlich unter der Nachweisgrenze von Standardinstrumenten liegt.
Bei der spitzenverstärkten Raman-Spektroskopie (TERS = Tip-enhanced Raman scattering) werden eine Spektroskopiemethode und ein Rasterkraft-Mikroskop kombiniert. Eine mit Laserlicht bestrahlte Sonde funktioniert dabei wie die Nadel eines Plattenspielers. Sie fährt über die zu untersuchende Probe und analysiert und lokalisiert gleichzeitig. An der Spitze verstärkt sich das von den Molekülen zurückgestreute Lichtsignal. Für jedes Molekül erhält man ein spezifisches Spektrum - einen "molekularen Fingerabdruck". Dieser ermöglicht Rückschlüsse über die chemische Zusammensetzung.
Das IPHT ist weltweit die erste Einrichtung, die TERS erfolgreich zur Analyse von Proteinen und DNA eingesetzt hat. Vor allem die Medizin wird in kommenden Jahren wertvollen Nutzen aus der Forschungsarbeit der Thüringer Wissenschaftler gewinnen können. Wir konzentrieren uns jetzt auf die Weiterentwicklung der Technologie und deren Erprobung anhand konkreter Fragestellungen aus den Lebenswissenschaften, so Volker Deckert.
Am Anfang ist das Pulver
Bild: Mikrostrukturierte Preform für maßgeschneiderte Fasern.(IPHT Jena/Sven Döring)
Der Preis in der Kategorie Angewandte Forschung wurde in diesem Jahr geteilt und geht zur Hälfte an das Team um Diplom-Chemiker Stephan Grimm aus der Abteilung Faseroptik des IPHT. Die Arbeitsgruppe erforschte ein neues Verfahren zur Herstellung von Laserfasern. Faserlaser übernehmen heute eine Vielzahl von Aufgaben, so zum Beispiel das Schneiden, Bohren oder Schweißen in der Automobilindustrie. In der Messtechnik und der Medizin kommen Spezialvarianten zum Einsatz. Herzstück von Faserlasern sind optische Fasern, die das Licht nicht nur passiv leiten sondern selbst aktiv als Quellen für Laserlicht dienen. Dabei wird das Licht kontrolliert in einem Kern von oft nur wenigen tausendstel Millimetern geleitet. Die Eigenschaften können durch die Auswahl der Materialien und verschiedene Strukturen gesteuert werden.
Das von den Wissenschaftlern am IPHT in enger Kooperation mit dem Technologiekonzern Hereaus entwickelte Verfahren überwindet Nachteile etablierter Dünnschicht-Herstellungsmethoden indem es die Materialen in größerer Menge und verbesserter Qualität liefert. Damit schafft es neue Potenziale für zukünftige Faserentwicklungen. Ausgangspunkt ist hochreines Nanopulver an dessen Oberfläche die gewünschten Zusatzstoffe gebunden werden. Danach erfolgt bei hohen Temperaturen die Verglasung in einem Hüllrohr und die Weiterverarbeitung zu Glasfasern. Die hervorragenden Lasereigenschaften der neuartigen Fasern wurden durch den Industriepartner, die Laserline GmbH in Koblenz bis in den Multikilowatt-Bereich nachgewiesen.
Die Auszeichnungen auf dem Gebiet der Grundlagenforschung sowie auf dem Gebiet der angewandten Forschung sind für uns eine außerordentliche Anerkennung. Dies zeigt die hervorragende und fruchtbare Verknüpfung der Forschungsaktivitäten getreu unserem Credo: From Ideas to Instruments, so Prof. Dr. Jürgen Popp, Wissenschaftlicher Direktor des IPHT.Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena werden für die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur Entspiegelung von Glas- und Kunststoffoberflächen geehrt.
Dafür erhalten Ulrike Schulz und Peter Munzert am 17. Februar 2012 den mit 15.000 Euro dotierten Thüringer Forschungspreis in der Kategorie Transfer.
Bild: Entspiegelung von Optiken
Das am Fraunhofer IOF entwickelte Verfahren basiert auf der sogenannten Mottenaugenstruktur, die Wissenschaftler bereits in den 70er Jahren auf den Augen nachtaktiver Motten entdeckt haben. Durch die Nanostrukturen auf der Oberfläche der Augen geht kaum ein Teil des Lichts verloren. Dieses Prinzip technisch umzusetzen und für Optiken zu nutzen, damit befassen sich die Forscher am Fraunhofer IOF. Mit ihrem speziell entwickelten Plasmaätzprozess können Kunststoffoberflächen sehr schnell und kostengünstig entspiegelt werden. Das Verfahren wird bereits erfolgreich von den Thüringer Firmen Jenoptik Polymer Systems und Fresnel Optics angewendet. Damit können die Unternehmen bessere Objektive, beispielsweise für Kameras oder medizinische Geräte herstellen.
Institutsdirektor Prof. Andreas Tünnermann zeigt sich sehr erfreut über die Auszeichnung mit dem Transferpreis 2011. »Für uns ist dies eine große Ehre und zugleich ein Ansporn für die weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Das nun prämierte Entspiegelungsverfahren steht exemplarisch für den anwendungsorientierten Ansatz des Fraunhofer IOF. Seit Jahren wird es von Unternehmen der Region eingesetzt und zeigt damit die Relevanz der Arbeit des Fraunhofer IOF für die Optik-Region Jena«, so Tünnermann. Darüber hinaus werden Dr. Thomas Keller und Prof. Klaus Jandt von der Friedrich-Schiller-Universität mit dem Thüringer Forschungspreis in der Kategorie Angewandte Forschung ausgezeichnet, der in diesem Jahr geteilt wurde. Der Preis wird ihnen für ihre Arbeiten zum Thema "Eiweißadsorption auf Materialoberflächen" verliehen.