| Pressemitteilung GKSS-Forschungszentrum Geesthacht

An der Oberfläche ins Detail Neutronenreflektometer REFSANS in Garching eingeweiht

Die GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH weihte am Mittwoch, den 14. September 2005 gemeinsam mit der Technischen Universität München an der Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz am Campus Garching das Neutronenreflektometer REFSANS ein. Dieses weltweit einmalige und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 3,3 Millionen Euro finanzierte Gerät ermöglicht besonders die Strukturforschung an komplexen biologischen, aber auch magnetischen Grenzschichten, die zwischen einem Nano- bis hin zu wenigen Mikrometern klein sind.

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Zu diesen Grenzschichten gehören beispielsweise bioverträgliche Oberflächen aus synthetischen Polymeren, die Entzündungen auf Transplantaten verhindern können. Außerdem könnten mit ihnen intelligente Biosensoren entwickelt werden, die Rauschgifte im menschlichen Körper aufspüren oder Arzneimittel auf ihre Wirksamkeit testen. Die hierfür zu untersuchenden Schichten werden an der Luft analysiert und sind meistens weich und flüssig, müssen also waagerecht stehend untersucht werden. Das Neutronenreflektometer REFSANS ermöglicht es, die Strukturen dieser Untersuchungsobjekte vielschichtig abzubilden, ohne die Probe bewegen zu müssen. Die Wissenschaftler können dabei neuartige Streugeometrien einstellen sowie die Auflösung variieren, um feinere Strukturbestimmungen durchzuführen, als dies an anderen Anlagen bislang möglich ist. Nicht nur Schichtdicken sind so messbar, vielmehr erlaubt REFSANS auch die Beurteilung, ob die Schichten homogen oder lateral strukturiert sind oder zum Beispiel Löcher enthalten.

Da Neutronen selbst winzige Magnete sind, eignen sie sich außerdem hervorragend zur Untersuchung von magnetischen Grenzflächen und Nanostrukturen. Die Forschung an REFSANS wird sich daher auch mit neuartigen magnetischen Materialien für Computerfestplatten mit höherer Speicherdichte oder dem neuen Magnetic Random Access Memory (MRAM) befassen, das in Zukunft in Konkurrenz zu den bisherigen Halbleiterspeichern von Computern treten wird. „Der Aufbau von bioverträglichen Grenzschichten zwischen lebensfeindlichen Festkörpern wie Metall oder Plastik und lebender Materie gewinnt in Wissenschaft und Wirtschaft immer stärkere Bedeutung, erfordert jedoch die Zusammenarbeit von Biologen, Chemikern und Physikern unterschiedlichster Institute“, erläutert der GKSS-Physiker und Projektleiter Reinhard Kampmann.

REFSANS wird deshalb in Zukunft von vielen in- und ausländischen Forschungsgruppen genutzt und hierbei von Experten der GKSS unter der wissenschaftlichen Leitung von Professor Andreas Schreyer bei materialwissenschaftlichen Aufgabenstellungen unterstützt. Die biologische Expertise wird unter der Leitung von Professor Joachim Rädler der Ludwig-Maximilians-Universität München mit Unterstützung von Professor Erich Sackmann von der Technischen Universität eingebracht.

Zur Umsetzung der physikalischen Konzepte von REFSANS war eine enge Kooperation zwischen Ingenieuren, Technikern und Physikern erforderlich. Die sechsjährige Konstruktion und Fertigung erfolgte durch das Technikum der GKSS in Geesthacht. Der Detektor des REFSANS wurde im Rahmen dieses Projektes entwickelt und später unter GKSS-Lizenz von der Firma DENEX-Detektoren für Neutronen und Röntgenstrahlung GmbH aus Lüneburg gefertigt.

Die Abkürzung REFSANS steht für Reflektometer mit (Grazing Incidence) SANS Option, SANS: Small-angle neutron scattering (Kleinwinkelstreuung).