Dr. Juliane Simmchen will neue Wege in der Chemie gehen. Mithilfe eines Freigeist-Fellowships der VolkswagenStiftung in Höhe von 844.000 Euro wird sie in den nächsten fünf Jahren am Lehrstuhl der Physikalischen Chemie  (Prof. Alexander Eychmüller) der TU Dresden eine Nachwuchsgruppe aufbauen, die sich mit einem neuartigen Antrieb für Mikromotoren beschäftigen wird. Die Forschung an Mikromotoren birgt ein großes Potential  für die Technik der Zukunft, mit dem sowohl die Abwasserreinigung, die Sensorik und auch die Medizin revolutioniert werden könnten.

Ein Freigeist-Fellow – das ist für die VolkswagenStiftung eine junge Forscherpersönlichkeit, die neue Wege geht, Freiräume zu nutzen und Widerstände zu überwinden weiß. Dr. Juliane Simmchen von der TU Dresden ist eine dieser außergewöhnlichen Forscherpersönlichkeiten, die sich zwischen etablierten Forschungsfeldern bewegen möchte um neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Während ihrer Doktorarbeit in Barcelona/Madrid sowie in ihrer Postdocphase am MPI in Stuttgart erforschte sie katalytische Mikroschwimmer – für Frau Simmchen bereits damals ein faszinierendes neues und interdisziplinäres Feld der Bewegung auf der Mikroskala. Mikro- und Nanomotoren sind kleinste Bauelemente, die Energie in Bewegung umwandeln können. Anders als bei größeren Motoren, deren Trägheit zum Antrieb beiträgt, benötigen Mikromotoren jedoch ständige Energiezufuhr.

Durch die Zusammenarbeit mit der Gruppe von Professor Eychmüller möchte Dr. Simmchen nun neue Akzente in ihrer Forschung setzen. Mit der Verbindung zur Physikalischen Chemie glaubt Dr. Simmchen die Grundlage für einen innovativen und umweltschonenden Antrieb von Mikromotoren gefunden zu haben: photokatalytische Reaktionen, die auf der Oberfläche von Nanopartikeln ablaufen. Ab November wird die Freigeist-Gruppe ihre Arbeit an der Erforschung der Umwandlung von Sonnenlicht in Bewegung im nanoskaligen Bereich aufnehmen.

Mit den bisher bekannten - katalytischen oder magnetischen - Antriebsarten von Mikroschwimmern hängt der Antrieb immer von nicht regenerierbaren Energiequellen und oft toxischen Chemikalien ab. Dr. Simmchens Freigeist-Konzept sieht vor, die durch das Sonnenlicht entstandene Bewegung für die Abwasserreinigung zu nutzen: die Mikromotoren würden die Vermischung in Lösungen erhöhen und so zum besseren Abbau von Schadstoffen beitragen. Eine weitere vielversprechende Anwendung ist der Einsatz als neuartige Sensoren, die auf der Charakterisierung der Bewegung von fluoreszent markierten Molekülen oder Biomarkern basieren könnte. Dieser neuartige Ansatz könnte den Weg für hoch sensitive Nachweismethoden ebnen und würde gleichzeitig eine deutliche Vereinfachung der Probenaufarbeitung darstellen.

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Dr. Juliane Simmchen