Die BASF Coatings GmbH stellt Fahrzeuglacke und Bautenanstrichmittel her. Ihr Schwerpunkt liegt auf der angewandten Oberflächentechnik für Metall-, Plastik- und Glassubstrate. Den Oberflächen können dadurch bestimmte Eigenschaften wie Farbe, Schutz und Funktionen verliehen werden. In den praktischen Einheiten werden wir uns in den Laboren der BASF mit der Kathodischen Tauchlackierung (KTL) beschäftigen. Die KTL ist die erste Beschichtung einer Karosse. Es wird einen Einblick in den Abscheidemechnanismus geben, und um die Bindemittelchemie und Vernetzungsmechanismen gehen. Außerdem könnt ihr euch auf eine Werksbesichtigung am Standort Hiltrup freuen.
In diesem @Work-Event erhaltet ihr Einblicke in die Theoretische Chemie. Die Arbeitsgruppe um Prof. Neugebauer simuliert Reaktionen und Eigenschaften von Molekülen mit dem Computer. Dabei werden u.a. Force Feedback Geräte genutzt, um atomare Kräfte zu "spüren" und Moleküle werden in einer virtuellen dreidimensionalen Umgebung beobachtet.
Für dieses Angebot stehen vier Termine zur Auswahl (Mehrfachauswahl möglich). Das @Work-Event wird voraussichtlich an dem Tag stattfinden, der die meisten Stimmen erhalten wird.
Die demcon Industrial Systems entwickelt und produziert Anlagentechnik für die industrielle Fertigung. Sie bietet kundenspezifische Lösungen von kleinen halbautomatischen Modulen bis hin zu schlüsselfertigen, vollautomatischen Fertigungslinien an. Sie stellt sich dabei anspruchsvollsten technischen Herausforderungen, die einen kreativen Ansatz zur Lösung erfordern. Die demcon Industrial Systems ist ein unabhängiger Bestandteil der Demcon-Gruppe, eines Technologieanbieters mit mehr als 700 hochqualifizierten Ingenieurinnen und Ingenieuren, der eine breite Palette technischer Kompetenzen unter einem Dach vereint.
In diesem @Work-Event werdet ihr eine Führung durch die Werkstatthalle bekommen, ein*e Software Engineer wird das Steuern eines Motors erläutern, und ihr werdet Einblicke in Maschinensprache und Steuerungssetup erhalten.
Graphen besteht aus nur einer Lage Kohlenstoffatome und ist damit ein zwei-dimensionales Material. Mit einer Stärke von nur einem einzelnen Atom, ist es damit der dünnste bekannte Kristall. Außerdem verfügt Graphen über eine einzigartige Kombination herausragender Eigenschaften: es ist das zugleich stärkste und leichteste bekannte Material und zudem extrem flexibel. Für die Herstellung von Graphen, ausgehend von dickeren Graphit Kristallen, und die Demonstration elektronischer Anwendungen gab es 2010 den Nobelpreis für Physik. Wir werden in dem Workshop selber das Nobelpreisexperiment durchführen und Graphen Tesafilm-Methode aus Graphit herstellen. Die hergestellten Proben werden anschließend im Lichtmikroskop untersucht.
In jedem Smartphone ist heutzutage Nanotechnologie verbaut. Leider erlaubt die Natur es uns nicht diese Strukturen in einem normalen Lichtmikroskop aufzulösen. Jedoch können wir die Natur mit einem sogenannten optischen Nahfeldmikroskop austricksen: Hierbei strahlen wir einen Laser auf eine extrem scharfe Metallspitze und erreichen so eine bis zu 400-fach verbesserte Auflösung (30 nm). Im Labor werden wir ein solches Mikroskop benutzen und optische Bilder von nanometergroßen Strukturen aufnehmen.
Die Arbeitsgruppe von Prof.‘in Dr. Seraphine Wegner erforscht intelligente Materie mithilfe von lichtsensiblen Proteinen. Die Proteine stammen ursprünglich aus Pflanzen, die Licht für die Kontrolle von Stoffwechselprozessen nutzen. Die genetische Information der Pflanzen, die auf der DNA gespeichert ist, wurde angepasst und in Bakterien eingebaut, sodass Bakterien die lichtsensiblen Proteine produzieren können.
Die Proteine werden von den Forscher*innen aus den Bakterien extrahiert und zu einem Hydrogel weiterverarbeitet. Wenn das Hydrogel mit Licht bestrahlt wird, reagieren die darin enthaltenen lichtsensiblen Proteine auf den Reiz und aktivieren damit weitere Prozesse in dem Material. Dadurch kann ein Hydrogel beispielsweise durch Bestrahlung mit Licht von einem festen in einen flüssigen Zustand wechseln.
Das Ziel besteht darin, die Materialien nach und nach intelligenter zu machen. Beispielsweise wird erforscht, unter welchen Bedingungen sich die Materialien an vergangene Reize erinnern können. Außerdem möchten die Wissenschaftler*innen verschiedene Reize und Reaktionen in einem System miteinander koppeln. Es gibt beispielsweise lichtsensible Proteine, die auf blaues Licht reagieren und andere Proteine, die auf rotes Licht reagieren.
Materialien mithilfe von Licht zu steuern bietet viele Vorteile gegenüber chemischen oder mechanischen Reizen. Licht kann nämlich sehr gut räumlich und zeitlich kontrolliert werden. Es kann sehr gut fokussiert werden, sodass Materialien z.B. nur an bestimmten Stellen Lichtreizen ausgesetzt werden können. Außerdem können mithilfe von gepulstem Licht besondere Reize gesetzt werden. Darüber hinaus ist sichtbares Licht im Gegensatz zu UV-Licht nicht schädlich für lebende Zellen. Da dunkelrotes Licht Gewebe gut durchdringen kann, sind lichtsensible Proteine, die auf Licht aus diesem Teil des Spektrums reagieren, für die Wissenschaftler*innen besonders interessant. Die Forschung kann zum Beispiel für medizinische Anwendungen nützlich sein.
Im Sonderforschungsbereich "Intelligente Materie" an der Uni Münster werden unter anderem sogenannte Phasenwechselmaterialien untersucht. Auf äußere Reize, wie Temperatur oder elektrische Felder, können diese mit einer Zustandsänderung reagieren, welche mit einer Eigenschaftsveränderung einhergeht. Die Arbeitsgruppe von Prof. Salinga verfolgt das Ziel, diese Klasse von Materialien bestmöglich zu verstehen, um Einsatzmöglichkeiten im Bereich zukünftiger Informationsverarbeitung zu erkunden. Die Herstellung und Untersuchung von Proben aus Phasenwechselmaterialien sind wesentliche Bestandteile dieser Forschungsarbeit. Ebenso wichtig ist, die Erkenntnisse mit anderen zu teilen und zu diskutieren. Damit ihr selbst Erfahrungen mit diesem für die Wissenschaft so wichtigen Aspekt machen könnt, werdet ihr bei diesem @Work-Event in zwei Gruppen mit unterschiedlichen Aufgabenfeldern eingeteilt. Nach Erledigung der jeweiligen Tätigkeiten in den Laboren wird dann gemeinsam über die Erkenntnisse diskutiert. So könnt ihr für einen Tag selbst Forscherin sein und dabei verschiedene Facetten des Alltags von Wissenschaftlerinnen erleben.
Die erste von zwei Gruppen wird sich mit der Herstellung einer Probe in Form eines Silizium-Chips mit Phasenwechselmaterial beschäftigen. In vielen Anwendungsgebieten spielt die Größe eine wichtige Rolle und die Bauteile sollen so klein wie möglich sein. Darum sollen auch hier mikroskopisch kleine Strukturen aus Phasenwechselmaterialien erzeugt werden. Hierfür ist eine sehr saubere Umgebung notwendig, da jedes Schmutzpartikel auf einem Chip seine Funktionalität einschränken oder ihn sogar ganz unbrauchbar machen kann. Deswegen findet die Fertigung in einem sogenannten Reinraum statt, in dem die Luft weitgehend von solch störenden Partikeln befreit ist. Das bedeutet auch, dass ihr keine Schmutzpartikel hineinbringen dürft, weswegen es spezielle Anzüge gibt, die verhindern, dass Partikel von der Haut oder Kleidung in den Raum gelangen.
Die zweite Gruppe wird die Eigenschaften solcher auf Silizium-Chips produzierten Strukturen untersuchen. Dazu setzt sie sich zunächst praktisch mit der grundlegenden Frage auseinander, mit welcher zeitlichen Genauigkeit eine physikalische Messung durchgeführt werden kann. Anschließend werden in Experimenten die Zustände des Phasenwechselmaterials mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften sichtbar und manipulierbar. Durch die Anregung mit sehr kurzen elektrischen Pulsen (im Bereich von Milliardstel-Sekunden) wird die atomare Struktur permanent, aber reversibel verändert. Ein solches "Gedächtnis" des Materials an frühere Reize ist entscheidend für Anwendungen als Datenspeicher oder in neuronalen Netzwerken. Vorerfahrung oder Vorkenntnisse braucht ihr keine! Wir werden euch hier zunächst langsam eine Einführung in das Themenfeld geben und dann können wir loslegen mit dem Experimentieren. Dabei sollt ihr so viel wie möglich selbst machen und dürft unter unserer Anleitung die Messinstrumente eigenständig bedienen.
