Forschungsförderung: Geordnete Atome freuen das Herz

Der höchste heimische Wissenschaftspreis geht an die Physikerin Ulrike Diebold. Neun Forscher erhalten je einen Start-Preis.

Wittgenstein-Preisträgerin: Ulrike Diebold mit dem Atommodell einer Oberfläche.
Wittgenstein-Preisträgerin: Ulrike Diebold mit dem Atommodell einer Oberfläche.
Wittgenstein-Preisträgerin: Ulrike Diebold mit dem Atommodell einer Oberfläche. – (c) APA/HERBERT PFARRHOFER (HERBERT PFARRHOFER)

Dass etwas ist und nicht vielmehr nichts, liegt in der empirisch zugänglichen Welt daran, dass alles, was ist, eine Grenze hat, mit der es sich einerseits aus allem anderen heraushebt und andererseits mit vielem anderen interagiert. Unsere Grenze etwa ist die (der) Haut, nur in und mit ihr leben wir. Aber die Bedeutung der äußersten Schicht ist nicht auf das Leben begrenzt, auch ein unbelebtes Objekt wie ein Stück Eisen hat eine Oberfläche, an und auf der es spannend zugeht. So spannend, dass Plinius der Ältere den Rost als Strafe der Natur beschrieb, „die damit das gerade, was den Sterblichen so gefährlich ist“ – das Eisen bzw. das Arsenal der Waffen daraus – „auch ebenso sterblich gemacht hat“.

Nun ja, so poetisch konnten sie es vielleicht im alten Rom betrachten, aber heute? Heute auch: „Wenn ich sehe, wie schön Atome auf einer Oberfläche geordnet sind, dann freut sich mein Herz.“ Das bekannte Ulrike Diebold, Oberflächenphysikerin an der TU Wien, als sie am Montag von Wissenschaftsminister Karlheinz Töchterle als Trägerin des heurigen Wittgenstein-Preises präsentiert wurde. Er ist mit 1,5 Millionen Euro dotiert und damit die höchste heimische Forschungsförderung.

Chemie ist eine oberflächliche Sache

Diebold wird damit noch präziser erkunden, was sie bisher schon erkundet: die Oberflächen von Metalloxiden, also Verbindungen von Metall und Sauerstoff, z. B. Rost. Auch KFZ-Katalysatoren bestehen aus Metalloxiden (z. B. Al2O3), in die die katalytisch aktiven Edelmetalle (z. B. Platin) eingelagert sind. Entscheidend ist, wie groß die Oberfläche ist, wie rau sie also ist: je größer, je rauer umso stärker die katalytische Aktivität. Wichtig für die chemischen Reaktionen an einer Oberfläche sind ihre Defekte – keine Oberfläche ist frei von solchen. Diebold sieht sie mittels Rastertunnelmikroskopie: Diese Methode beruht auf einem Quanteneffekt, durch den eine Sonde die einzelnen Atome einer Oberfläche abtasten und abbilden kann.

Womit wir im Nanobereich wären. Um dessen mathematische Behandlung kümmert sich einer der heurigen Start-Preisträger: Clemens Heitzinger (Uni Wien) arbeitet an partiellen Differentialgleichungen (das sind Gleichungen, in denen mehrere Variable und ihre Veränderung mit der Zeit und im Raum vorkommen), die für die Nanotechnologie nützlich sein können.
Im Nanobereich ist auch Georgios Katsaros (Uni Linz) unterwegs: Er untersucht Nanodrähte aus Germanium. An ihnen will man besondere Teilchen – die geheimnisvollerweise zugleich Löcher sind – untersuchen, auf die man relativ stabile Quantencomputer aufbauen könnte. Für ganz „klassische“ Computer, aber für sehr große Datenmengen und deren Interpretation interessiert sich Stefan Woltran (TU Wien).

Zurück zu den Grenzen. Sie sind auch im Leben von höchster Bedeutung, und dort müssen sie aktiv verändert werden, wenn die Umwelt sich ändert. Etwa als die Pflanzen aus dem Wasser ans Land gingen: Sie mussten sich verfestigen und verstärken, das taten sie intern etwa mit Lignin und nach außen mit Schichten aus Polyester wie Cutin und Suberin. Hinter den Feinstrukturen ist Notburga Gierlinger (Boku Wien) mit hochauflösenden Methoden her.

Solche Strukturen müssen erst einmal gebildet werden, dafür sorgen in den Pflanzen – und allen anderen Lebewesen – die Gene. Aber auch diese haben nicht das letzte bzw. einzige Wort, sie werden selbst reguliert, von verschiedensten Spielern und Mechanismen. Unter den Spielern sind derzeit die Mikro-RNAs die aktuellsten, Stefan Ameres (Institut für Molekulare Biotechnologie, IMBA, Wien) geht ihnen an Fruchtfliegen und Säugetieren nach. Um Epigenetik, die Steuerung der Gene, geht es auch Ovidiu Paun (Uni Wien): Er studiert an einer Orchidee, dem Fingerwurz, wie sie sich den Veränderungen der Umwelt anpasst.

Gut an die Welt angepasst ist auch das visuelle System des Menschen: Mit ihm schaffen wir es etwa, trotz Nacht und Nebel Auto zu fahren. Das geht, weil wir eine Menge Vorwissen im Kopf haben. Thomas Pock (TU Graz) erforscht im Grunde, wie Computersysteme ähnlich „sehen lernen“ können.

Wie orientieren sich Zugvögel?

Nicht nur an optischen Reizen, sondern auch am Magnetfeld der Erde orientieren sich Zugvögel. Sie haben dafür Rezeptoren, aber diese sind noch weithin ungeklärt.
Einen Kandidaten hat David Keays (IMP, Wien) gerade aufgespürt, „Eisenbälle“ in Nervenzellen des Innenohrs.

Der einzige Geisteswissenschaftler unter den heurigen Start-Preisträgern ist Paolo Sartori, Iranist an der ÖAW: Er rekonstruiert an Archiven des Islam in Mittelasien, warum diese überhaupt angelegt wurden.

Preise: Wittgenstein, Start

Seit 1996 vergibt die Republik neben ihrer „normalen“ Forschungsförderung jedes Jahr hoch dotierte Preise, mit denen herausragende Forscher ihre Arbeit intensivieren können. Der Spitzenreiter, der Wittgenstein-Preis, geht an etablierte Forscher und ist mit 1,5 Millionen Euro verbunden, die nach freiem Verfügen in die Forschung investiert werden können (im Rahmen der Richtlinien des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung FWF, er organisiert den Preis, das Wissenschaftsministerium vergibt ihn). Für den wissenschaftlichen Nachwuchs gibt es zugleich Start-Preise, heuer neun, diese sind mit bis zu 1,2 Millionen Euro dotiert.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 18.06.2013)

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