in2science #5
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Pressemitteilung
Nanodrähte

Mit neuartigen Experimenten enträtseln Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der Technischen Universität Hamburg, warum winzige Metallstrukturen extrem fest sind.

Zur Pressemitteilung: Realer Versuch statt virtuellem Experiment: Erfolgreiche Prüfung von Nanodrähten


Institut für Werkstoffforschung

Zur Abteilung
Hybride Materialsysteme

Porträt

Die Goldexpertin: Nadiia Mameka

Von Hochleistungsmaterialien und Heimatliebe

Foto: HZG/Nadiia Mameka; HZG/Gesa Seidel

Foto: HZG/Nadiia Mameka; HZG/Gesa Seidel

Dr. Nadiia Mameka forscht im Bereich Hybride Materialsysteme am Institut für Materialforschung

Die gebürtige Ukrainerin hatte nie vor, ins Ausland zu ziehen – heute ist sie froh, dass sie den Schritt gewagt hat: Nadiia Mameka absolvierte sowohl ihr Bachelorstudium als auch ihren Master in Physik in Kiew. Motiviert durch die positiven Erfahrungen, von denen Freunde und Kollegen berichteten, bewarb sie sich für ein Stipendium in Deutschland. Der Aufenthalt an der Ruhr-Universität Bochum veränderte ihr Leben: „Danach war mir klar, dass ich in Deutschland promovieren möchte. Hier haben Wissenschaftler exzellente Forschungsmöglichkeiten. In meiner Heimat sind die Perspektiven für Nachwuchswissenschaftler zurzeit leider begrenzt.“ Deshalb zog Nadiia Mameka nach Grünhof-Tesperhude und begann mit der Forschung zu ihrer Doktorarbeit am HZG im Institut für Werkstoffforschung.

„Ich bin begeistert davon, wie frei und unabhängig in Deutschland geforscht werden kann.“

In der Abteilung Hybride Materialsysteme untersuchen die Wissenschaftler Phänomene, die an Oberflächen wirken, um die Eigenschaften dieser Oberflächen besser zu verstehen. Ein Ziel der Forscher ist es, durch kontrollierbare Oberflächenmodifizierung intelligente Materialien mit einzigartigen funktionellen Eigenschaften zu entwickeln. „Wir benutzen nanoporöse Metalle, da diese extrem viel Oberfläche besitzen: Ein Gramm nanoporöses Gold beispielsweise bietet eine innere Oberfläche von mehr als 10 Quadratmetern!“ Das nanoporöse Gold war Thema von Mamekas Promotion. Dort untersuchte sie, wie die riesige Oberfläche des Metalls elektrochemisch und durch elektrische Spannung verändert werden kann und wie sich dies auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. „Es ist eine Art metallischer Muskel: Durch elektrische Signale verändert das Material beispielsweise seine Länge. Dieser Vorgang ist sogar reversibel; das bedeutet, dass wir das Material komplett kontrollieren können“, berichtet sie mit strahlenden Augen. „In einem Experiment haben wir bis zu etwa zehn Prozent Veränderung in der Steifigkeit des Metalls beobachtet. Und das ohne Strukturänderungen, nur aufgrund der Variierung des Oberflächenzustands“, erklärt die Materialwissenschaftlerin, die 2015 promoviert hat. Im Moment ist das noch Grundlagenforschung, doch irgendwann könnten solche Strukturen als Sensorelemente in technische Geräte eingesetzt werden.

„Zum Glück wurde mir eine Post-Doc Position am HZG angeboten – als ich die Ergebnisse meiner Forschung gesehen habe, wollte ich unbedingt weiter daran arbeiten“, sagt Mameka. „Es ist ein unbeschreibliches Gefühl, etwas zu beobachten, was vorher noch niemand gesehen hat und bislang auch niemand versteht. Es scheint zunächst wie Magie, doch wir wissen, dass es dahinter eine Logik geben muss. Das motiviert mich sehr. Der nächste Schritt besteht darin, neue Ansätze zur Oberflächenmodifizierung in diesen Materialien zu entwickeln. Wir arbeiten zum Beispiel daran, die Metalle mit elektrisch leitfähigen Polymeren zu verbinden, um so neue Funktionen herauszufinden.“

Ihr nächstes großes Ziel ist es, ein eigenes Forschungsprojekt zu beantragen. Inspiriert hat sie besonders die Tagung der Nobelpreisträger in Lindau 2017, für die sie als Nachwuchswissenschaftlerin ausgewählt wurde. Junge Wissenschaftler treffen dort auf renommierte Forscher, auf Nobelpreisträger. „Menschen aus den verschiedensten Ländern, aus diversen Kulturen waren da – es war eine Ehre, aus den vielen Bewerbern ausgewählt zu werden. Das zeigt, dass unsere Forschungsarbeit in der Scientific Community angekommen ist.“ Außerdem habe sie dort eine einfache, aber wichtige Wahrheit erkannt:

„Durch Gespräche mit außergewöhnlichen Wissenschaftlern wurde mir eines bewusst: Wenn du das liebst, was du tust, und hart dafür arbeitest – dann bist du auch erfolgreich. Sie haben gesagt, ich solle für meine Träume kämpfen und das werde ich tun.“

Neben all der Arbeit, den Experimenten, Konferenzen und Publikationen gibt es für sie einen Ausgleich: Work-Life-Balance ist für Nadiia Mameka nicht nur ein theoretisches Konstrukt. Sie braucht vor allem einen körperlichen Ausgleich, geht gerne Wandern, Fahrradfahren und ins Fitnessstudio. „Wenn ich Natur um mich habe, kann ich gut abschalten“ – das war der ausschlaggebende Grund dafür, in Geesthacht Grünhof zu wohnen, statt nach Hamburg zu ziehen.

Durch das internationale Umfeld, in dem sie forscht, hat die Physikerin über die Jahre viele Kulturen kennengelernt und Freundschaften geschlossen. Sie reist gerne und viel, außerdem kocht und backt sie gerne, vor allem ukrainische Gerichte. Ihre Lieblingsspeise: Borschtsch, die berühmte Suppe aus Fleisch, roter Bete und anderem Gemüse.

„Backen ist ein bisschen wie Materialforschung – ich habe verschiedene Zutaten, die ich miteinander vermische und am Ende erhalte ich ein völlig anderes Produkt.“

Die 31-Jährige träumt davon, dass ihr Heimatland, die Ukraine, die politischen und wirtschaftlichen Probleme bewältigt: „Dann könnten wir zurückkommen und dem Land das wiedergeben, was wir bekommen haben. Ich würde später gerne an einer Universität lehren und mein Wissen weitergeben, junge Menschen fördern. In das eigene Land zu investieren, ist das Beste, was man machen kann.“


Autorin: Gesa Seidel
Porträt aus der in2science #5 (Dezember 2017)