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Auszeichnung Helmholtz-Doktorandenpreise für Ingenieurin und Chemiker des KIT

Redakteur: Doris Popp

Dr. Lena L. Hecht und Dr. David Fellhauer vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gehören zu den Trägern der insgesamt sechs Doktorandenpreise, welche die Helmholtz-Gemeinschaft in diesem Jahr zum ersten Mal vergibt. Die Preisverleihung findet bei der Helmholtz-Jahrestagung am 19. September in Berlin statt.

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Mit Miniemulsionspolymerisation hergestellte hybride Partikel: Kern-Schale-Aufbau mit einheitlicher Größe und gleichmäßigem Füllgrad
Mit Miniemulsionspolymerisation hergestellte hybride Partikel: Kern-Schale-Aufbau mit einheitlicher Größe und gleichmäßigem Füllgrad
(Bild: Lena Hecht, KIT)

Karlsruhe – Die 31-jährige Ingenieurin vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik erhält die Auszeichnung im Fachbereich Schlüsseltechnologien. Der ebenfalls 31-jährige Chemiker vom Institut für Nukleare Entsorgung überzeugte im Fachbereich Energie.

„Mit den Preisen ermutigt die Helmholtz-Gemeinschaft die Doktoranden dazu, eine wissenschaftliche Karriere einzuschlagen. Wir freuen uns, dass Frau Hecht und Herr Fellhauer das am KIT auch bereits getan haben. Denn beide haben nicht nur ihre Promotionen mit hervorragendem Ergebnis abgeschlossen, sondern zeichnen sich auch als promovierte Wissenschaftler durch hohes Engagement an ihren Instituten aus“, sagt KIT-Präsident Eberhard Umbach.

Dr. Lena Hecht untersuchte in ihrer Doktorarbeit die Herstellung nanostrukturierter Partikel, nur millionstel Millimeter große Teilchen mit maßgeschneidertem Kern-Schale-Aufbau. Dabei setzte sie auf die Miniemulsionspolymerisation: ein Verfahren, bei dem sich kleinste mit Nanopartikeln beladene Moleküle (Monomere) in Wasser eingerührt zu längeren Ketten (Polymere) zusammenfügen. Dieser Prozess erlaubt eine präzise Herstellung hybrider Partikel, bei denen sich anorganische Materialien in einer organischen Schale verkapseln.

„Auf diese Weise können wir beispielsweise Eisenoxidpartikel mit einem Polymer umhüllen und so ihre giftige Wirkung unterdrücken. Damit lassen sie sich auch im menschlichen Körper anwenden“, sagt Lena Hecht. Einsatzmöglichkeiten sind das Diagnoseverfahren Magnetic Particle Imaging, das eine hohe Auflösung verspricht, oder die Magnetflüssigkeits-Hyperthermie bei bisher schwer behandelbaren Krebserkrankungen. Dabei werden die Partikel ins Tumorgewebe gegeben und über ein Magnetfeld erhitzt. „Strukturierte Nanopartikel aus anorganischen Teilchen und Verbindungen sind aber auch für eine Vielzahl weiterer Anwendungen interessant, beispielsweise in der Elektronik, etwa in Sensoren oder in organischen Leuchtdioden“, so die Ingenieurin.

Das chemische Verhalten von Neptunium und Plutonium in wässrigen Lösungen war Thema der Doktorarbeit von Dr. David Fellhauer. Auf Basis sehr umfangreicher experimenteller Arbeiten konnte er zum ersten Mal die Löslichkeit und chemische Form dieser langlebigen radioaktiven Elemente unter bestimmten Randbedingungen erfolgreich analysieren. „Das Hauptaugenmerk der Experimente lag auf Lösungen, die bei Sicherheitsanalysen für Endlager nuklearer Abfälle relevant sein können“, sagt David Fellhauer.

Die charakteristischen Eigenheiten der Neptunium- und Plutoniumchemie, die er dabei beobachtete, beschrieb er anschließend in neu entwickelten chemischen und thermodynamischen Modellen. So klärte er unter anderem erstmals das Verhalten von Neptunium(V) in Calciumchlorid-Lösung (CaCl2) und entdeckte bisher unbekannte Calcium-Neptunium-Verbindungen, welche die Löslichkeit kontrollieren. „Die thermodynamischen Daten sind wesentliche Eingangsgrößen für umfassende computergestützte Modellrechnungen. Diese wiederum erlauben es, die Chemie von Radioelementen für verschiedene mögliche Entwicklungsstufen eines Endlagers zuverlässig vorhersagen zu können“, so der Chemiker. Seine Analysen liefern die Grundlage für die Berechnung der Radionuklidrückhaltung in Endlagern – das heißt, sie ermöglichen es, wissenschaftlich fundiert Prozesse zu berechnen, welche die Langzeitsicherheit des Endlagers maßgeblich bestimmen.

Die Helmholtz Gemeinschaft verleiht die Doktorandenpreise in diesem Jahr zum ersten Mal. Als Instrument der Helmholtz-Nachwuchsförderungen würdigen herausragende Leistungen während der Promotion und sollen die Preisträgerinnen und Preisträger dazu ermutigen, eine wissenschaftliche Karriere einzuschlagen. Diese können neben dem Preisgeld von 5.000 Euro zusätzliche 2.000 Euro monatlich für einen Aufenthalt von bis zu sechs Monaten an einer internationalen Forschungseinrichtung beantragen.

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