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Tiefe Einblicke in die Welt der Atome

Vier Meter Hightech: Paul Seidel bereitet am Transmissionselektronenmikroskop der TU Chemnitz eine Materialprobe vor.
Blick ins Unsichtbare: An der TU Chemnitz macht Paul Seidel Strukturen sichtbar, die kein Auge je direkt sehen könnte. © Jacob Müller
Von: Wissensland
Mit zwei hochempfindlichen Elektronenmikroskopen blicken Forschende der TU Chemnitz jetzt tief ins Innere von Werkstoffen, bis auf die Ebene einzelner Atome. Was das für Alltagsprodukte, Materialien und die Wissenschaftsregion Sachsen bedeutet.

Ein Handy, ein Auto, eine Brille – alle diese Dinge sind nur so gut wie die Materialien, aus denen sie bestehen. Doch was passiert tief im Innern eines Werkstoffs, dort wo einzelne Atome sitzen? An der Technischen Universität Chemnitz können Forchende das ab sofort sehen.

Die TU Chemnitz hat jetzt ihr neues Transmissionselektronenmikroskopiezentrum eröffnet, kurz TEM-Zentrum. Zwei riesige Mikroskope machen dort Strukturen sichtbar, die so winzig sind, dass selbst normales Licht an ihnen vorbeigeht. Die Geräte sind mehr als vier Meter hoch und arbeiten mit Elektronenstrahlen statt mit Lichtwellen. So können sie einzelne Atome und ihre Verbindungen abbilden.

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Damit die empfindlichen Geräte präzise arbeiten, stehen sie auf einer 1,4 Meter dicken Betonplatte. Diese schluckt jede Erschütterung. Dazu sind die Räume gegen Schall, Magnetfelder und Temperaturschwankungen abgeschirmt. Bedient werden die Mikroskope aus separaten Räumen per Fernsteuerung. Bevor eine Probe überhaupt ins Gerät kommt, wird sie in einer Spezialanlage auf wenige Nanometer Dicke gebracht. Ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter.

"Der Kern des neuen eingeschossigen Hauses sind zwei hochempfindliche Transmissionselektronenmikroskope, die es uns ermöglichen, tief im Innern von Materialien deren Struktur und Eigenschaften auf molekularer und atomarer Ebene zu erforschen und anschließend die Erkenntnisse für neue Anwendungen nutzbar zu machen", sagt Prof. Dr. Andreas Undisz, der das Zentrum leitet. So ließen sich etwa Vorgänge, die zu Materialschäden führen, sehr detailliert untersuchen, und präzisere Aussagen zur Lebensdauer von Bauteilen seien möglich.

Ein Standort für mehr als 20 Forschungsgruppen

Früher war die nötige Technik über die ganze Universität verteilt. Jetzt ist alles an einem Ort. Mehr als 20 Professuren aus den Bereichen Maschinenbau, Naturwissenschaften sowie Elektrotechnik nutzen die Geräte gemeinsam. Auch Fraunhofer-Institute und Unternehmen aus der Region sollen davon profitieren. Das kostet: Rund 13,1 Millionen Euro flossen in den Bau, den Freistaat Sachsen und der Europäische Fonds für regionale Entwicklung gemeinsam finanzierten. Die beiden Mikroskope selbst kosteten je 3,5 Millionen Euro, bereitgestellt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Freistaat.

Sachsens Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow sieht das als Signal: "Mit diesem Neubau und den beiden Elektronenmikroskopen rückt die TU Chemnitz auf dem Gebiet der Materialforschung wieder zur Weltspitze auf." Prof. Dr. Gerd Strohmeier, Rektor der TU Chemnitz, nennt das neue Zentrum eine Investition in die Sichtbarkeit der Universität weltweit. Prorektorin Prof. Dr. Anja Strobel fügte hinzu, das Zentrum schaffe sehr attraktive Bedingungen für neue Forschungsvorhaben und die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses.

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