ESMI-Infrastruktur für dir Forschung zu weicher Materie
Die EU verfolgt nachdrücklich die Forschung und technologische Entwicklung im wachsenden Bereich der Nanowissenschaften und Nanotechnologie mit weicher Materie. Ein Bereich, der von entscheidender Bedeutung für die Materialforschung ist, ist ein koordiniertes Netzwerk von führenden Infrastrukturen. Das Projekt ESMI (European soft matter infrastructure) wurde eingerichtet, um einen grenzüberschreitenden Zugang zu den wichtigsten Synthesetechniken, Simulationsmöglichkeiten und experimentellen Infrastrukturen von Weltklasse zur Verfügung zu stellen. Das resultierende Netzwerk sowie die Ausbildung junger Wissenschaftler im Bereich der weichen Materie und die Verbreitung wichtiger Ergebnisse unterstützten und verbesserten die Erforschung von neuartigen, maßgeschneiderten intelligenten Materialien aus weicher Materie. Die ESMI-Infrastruktur umfasst eine experimentelle Plattform, eine Synthese-Plattform sowie eine Theorie- und Simulationsplattform. Die erste deckt Spektroskopie, Mikroskopie, Streumethoden und Rheologie ab. Die zweite befasst sich mit anorganischen und organischen Nanopartikeln und Polymeren, während die dritte High Performance Computing, Algorithmen und Codes abdeckt. Über 2.700 Tage Zugang zu Einrichtungen und mehr als 120.000 Teraflop-Stunden Rechenzeit wurden auf die Benutzer-Community verteilt. Die gemeinsame Forschung in diesem Netzwerk war der Verbesserung der Infrastruktur für den angebotenen Zugang gewidmet. Die Projektpartner entwickelten neue Synthesewege, um das Fundament für neue Materialien im Bereich der weichen Materie zu stärken. Insbesondere ging man die folgenden drei Forschungsbereiche an: Oberflächenmodifizierungsverfahren für Nanopartikel wurden entwickelt, um sie mit organischen Matrizen wie Polymeren kompatibel zu machen. Ferner wurden neue Polymer-Bio-Hybriden synthetisiert, indem Polypeptide und Polycopeptide mit synthetischen Polymeren vereint wurden, um die Eigenschaften von Peptiden und von synthetischen Polymeren zu kombinieren. Schließlich erreichte man die Herstellung von Polymeren mit speziellen Architekturen wie Ring- oder verzweigte Polymere in größeren Mengen und mit einer höheren Strukturqualität. Darüber hinaus wurde eine Vielzahl von experimentellen Charakterisierungstechniken weiter oder neu entwickelt. Davon sind vor allem zu nennen: optimierte Transmissionselektronenmikroskopie für weiche Materie, um die Auflösung zu verbessern und Strahlenschäden zu reduzieren, neue nano-dielektrische Spektroskopietechniken in Kombination mit Rasterkraftmikroskopie für die Abbildung von dielektrischen Oberflächeneigenschaften sowie eine einzigartige Instrumentierung für innovative Grenzflächenrheologie und Echtzeitanalyse von konfokalen Mikroskopiedaten. Die Analyse von experimentellen Daten durch die Benutzer wurde von qualifizierten ESMI-Wissenschaftlern unterstützt. ESMI lieferte auch eine komplette Toolbox für Wissenschaftler der weichen Materie, um deren Produktivität signifikant zu steigern. Das Konsortium organisierte Schulungen und Laborkurse sowie Tagungen und Konferenzen. Die Hauptleistung von ESMI war die erfolgreiche Integration der europäischen Forschung zu weicher Materie in drei Richtungen: der Aufbau von Netzwerken über wissenschaftliche Disziplinen hinweg, die Verbindung von unterschiedlichen Forschungsmethoden sowie die Verknüpfung der Wissenschaft mit der Industrie. Dies wird erhebliche Auswirkungen und Synergien für die Forschung der weichen Materie haben und so die Position Europas in einem Bereich stärken, der in Zukunft immer wichtiger werden wird. Die enge Einbindung der Industrie in alle Aktivitäten wird das Niveau des Grundverständnisses zu den Eigenschaften von weicher Materie unter industriellen Forschern verbessern. Dadurch werden die Optionen für das wissensbasierte rationale Design von Materialien und Produkten verstärkt, was zu einer effizienteren Nutzung von Ressourcen und einer höheren ökologischen Nachhaltigkeit führen wird. EMSI lieferte daher einen wesentlichen Beitrag zur Forschung und Technologieentwicklung im Bereich der weichen Materie im Zusammenhang mit Nanowissenschaften und Nanotechnologie. Die daraus resultierenden Werkzeuge und Schulungen werden wichtige Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit von EU-Wissenschaftlern und auf die Entwicklung eines ganzen Sektors der Wirtschaft haben.
Schlüsselbegriffe
ESMI, weiche Materie, transnationaler Zugang, Streuung, Spektroskopie, Bildgebung, Kolloid- und Polymersynthese, Supercomputing
