Wenn es um Nanopartikel geht, ist Präzision gefragt. Höchste Präzision. Das gilt nicht nur für die Beschäftigung mit den Kleinstteilchen, sondern mindestens ebenso für deren Beschreibung. Die Nachwuchswissenschaftlerin Dr. Nadja Bigall vom Italienischen Technologie-Institut Genua hat beide Disziplinen mit solcher Akkuratesse verbunden, dass ihr dafür in diesem Sommer der Professor-Schwabe-Preis verliehen worden ist. Ihre Dissertation zeichne sich durch „ein ausgesprochen hohes wissenschaftliches Niveau“ aus, zudem seien die „Prägnanz der Arbeit“ sowie deren „ausgezeichnete grafische Gestaltung“ hervorhebenswert, begründete die Jury ihre Entscheidung.

Neben der Freude über diese 1961 gestiftete und seit 1972 jährlich verliehene Ehrung – sie geht auf Prof. Kurt Schwabe zurück, den Rektor der TU Dresden von 1961 bis 1965 –, kann Nadja Bigall auch auf diverse Veröffentlichungen stolz sein. So publizierte sie im Fachjournal „Angewandte Chemie“ und erhielt einer ihrer Beiträge als „Hot  Paper“ gesonderte Beachtung.

Die bisherige Assistentin war ihrem Doktorvater Prof. Alexander Eychmüller,  Professurinhaber am Fachbereich Physikalische Chemie/Elektrochemie der TU Dresden, bereits an der Universität Hamburg begegnet. Es lag für sie nahe, ihm stromaufwärts zu folgen.

Im Zusammenhang mit ihrer Arbeit interessierte sich die Doktorandin insbesondere für die Bildung verschiedener Arten von Nanopartikelüberstrukturen, da die Immobilisierung von Nanopartikeln zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten eröffne. „Interessant dabei ist, die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Partikel zu erhalten und so auf Objekte makroskopischer Dimension zu übertragen“, erklärt die Wissenschaftlerin. In einigen Fällen erhalte man durch die Bildung von Überstrukturen aber auch vollkommen neuartige Eigenschaften, betont sie und verweist fasziniert auf künftige Anwendungen. Überstrukturen von Gold- oder Silbernanopartikel fänden sich überwiegend in der Plasmonik, in der Sensorik sowie in der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie. Das sind alles Begriffe, auf die nicht nur der Laie verständnislos reagiert. Doch Nadja Bigall scheint es gelungen, den theoretischen Kategorien Leben eingehaucht und den praktischen Nutzen ihrer Forschung plausibel dargestellt zu haben.

Platin- oder Palladiumnanopartikeln hat die Forscherin einen besonderen Einsatzzweck bei der heterogenen Katalyse nachweisen können, woraus sich interessante Entwicklungen in der Physischen Chemie, der Thermodynamik sowie in der Materialwissenschaft eröffnen würden.

Bereits im Zusammenhang mit ihrer nun ausgezeichneten Doktorarbeit hat Nadja Bigall eine Reihe von Materialklassen herstellen können, mit denen sie überzeugte: „Trägerfreie Hydro- und Aerogele aus Gold, Silber- und Platinnanopartikeln sowie aus Gemischen von Gold- bzw. Platin- mit Silbernanokristallen besitzen eine sehr hohe spezifische Oberfläche und können somit voll dem katalytischen Material – und nicht etwa dem Trägermaterial – zugeordnet werden.“ Daneben konnten auch Edelmetallnanopartikel-Pilz-Hybride gebildet werden, eine gesonderte Klasse, die während des Pilzwachstums in kolloidaler Lösung entsteht. Bemerkenswert seien deren ultraleichte und poröse makroskopische Strukturen.

Was hier noch theoretisch anmutet, könnte in Zukunft für die Industrie höchst interessant werden, zumal es Dr. Bigall auch gelungen ist, ein Verfahren zur Synthese von Platinnanopartikeln mit sehr einheitlicher Form und Größe zu entwickeln. Solche Dimensionen waren bisher nur schwer erhältlich. Besonders vorteilhaft sei die Tatsache, dass die so synthetisierten Größen bereits lokalisierte Oberflächenresonanzen im ultravioletten sowie im sichtbaren Lichtbereich haben.

Zusammen mit dem Leibniz-Institut für Polymerforschung ist nicht zuletzt eine Struktur entwickelt worden, die aus hochgeordneten Edelmetallnanopartikeln auf einem glatten Siliziumwafer besteht. Auch hier sieht Nadja Bigall ein breites Feld von Einsatzmöglichkeiten.

Die Ehrung mit dem Professor-Schwabe-Preis sowie das publizistische Interesse der Fachwelt geben ihr Recht und bestätigen ihre höchst präzise Beschäftigung mit den Kleinstteilchen aus der Zwergenwelt der Elemente.

Weitere Informationen:
Prof. Alexander Eychmüller
Tel.: 0351 463-37597
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