Wenn unterschiedliche Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe aufeinandertreffen, dann kommt es an den Kontaktstellen zu Reaktionen. Die Wissenschaftlerin Kerstin Eckert beschäftigt sich damit, was genau an diesen Grenzflächen passiert. An der TU Dresden ist sie jetzt Professorin für „Transportprozesse an Grenzflächen“, gleichzeitig leitet sie am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf eine Abteilung gleichen Namens.

„Ohne dass es uns bewusst ist, haben wir täglich mit Prozessen und Reaktionen an Grenzflächen zu tun. Zum Beispiel, wenn ein Fahrrad zu rosten beginnt. Aber auch die Verschmutzung von Oberflächen oder der selbstreinigende Lotus-Effekt finden an Grenzflächen statt – also dort, wo verschiedene Materialien direkt aufeinandertreffen“, erklärt Professorin Kerstin Eckert. Ihr Ziel ist es, Prozesse in Mehrphasenströmungen aus Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen weiter zu optimieren und damit zur Energie- und Ressourceneffizienz in der chemischen oder verfahrenstechnischen Industrie beizutragen.

Grenzflächen-Prozesse besser verstehen
„Gerade weil die Grenzflächen-Prozesse so einen großen Einfluss auf Eigenschaften und Struktur von Materialien haben, ist es wichtig, sie besser zu verstehen. Häufig stellen genau die Stellen, an denen gasförmige, flüssige oder feste Stoffe aufeinandertreffen, die wesentliche Limitierung für physikalische, chemische, biologische und technische Vorgänge dar“, so Kerstin Eckert.

Im Rahmen der gemeinsamen Berufung zwischen der TU Dresden und dem HZDR liegt der Schwerpunkt ihrer Professur am Institut für Verfahrens- und Umwelttechnik der Fakultät Maschinenwesen auf der Grundlagenforschung. „Damit es an fest-flüssigen, flüssig-gasförmigen und fest-gasförmigen Grenzflächen zu einer Anlagerung von Molekülen oder Partikeln, zu einem Stoffübergang oder einer Abscheidung kommt, muss erst ein Transport zur Grenzfläche stattfinden. Wir wollen die dabei ablaufenden Teilprozesse untersuchen sowie neue Methoden entwickeln, diese gezielt zu beeinflussen“, erläutert die Physikerin.

Methoden für verfahrenstechnische Prozesse verbessern
Diese neuen Erkenntnisse und Methoden sollen die Energie- und Ressourceneffizienz verfahrenstechnischer Prozesse verbessern. Kerstin Eckert: „Grenzflächen-Prozesse spielen traditionell eine bedeutende Rolle beispielsweise bei der Aufbereitung von Erzen. Sie sind aber in zunehmendem Maße auch relevant für Recyclingverfahren oder die Abwasseraufbereitung. In diesem interdisziplinären Feld ergeben sich viele Anknüpfungspunkte für anspruchsvolle wissenschaftliche Aktivitäten mit Kollegen der anderen Institute am HZDR und der TU Dresden. Aber auch die Nutzung der Forschungsergebnisse durch Industrieunternehmen hat für uns eine große Bedeutung.“

Kerstin Eckert studierte Physik an der TU Dresden. 1998 promovierte sie an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zur Strukturbildung in Nicht-Gleichgewichtssystemen. Mit ihren Arbeiten, die von der Konvektion unter Schwerelosigkeit bis zum Design von Strömungen in Elektrochemie und Metallurgie reichen, habilitierte sie 2011 an der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden. Vor ihrer Ernennung zur Professorin war sie als Gruppenleiterin an der TU Dresden an den Instituten für Luft- und Raumfahrttechnik sowie für Strömungsmechanik tätig. Sie veröffentlichte bislang mehr als 100 Beiträge in Fachzeitschriften.

„Die Berufung ist für mich Ansporn, die bisherige Zusammenarbeit zwischen der Universität und dem Helmholtz-Zentrum in Dresden erfolgreich fortzusetzen“, betont die Professorin. Denn beide Wissenschaftseinrichtungen sind ihr gut vertraut, unter anderem durch die enge Zusammenarbeit im Sonderforschungsbereich 609 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). An diesem hat sie 2002 bis 2012 mitgewirkt und gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern verschiedene Aufgabenstellungen zur Wirkung elektromagnetischer Felder auf Strömungen und Transportprozesse in elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten untersucht.

Informationen für Journalisten:

Prof. Kerstin Eckert
Professur für Transportprozesse an Grenzflächen an der TU Dresden
Abteilungsleiterin am Institut für Fluiddynamik des HZDR
Tel.: +49 (0) 351 260-3860, -2168

Dr. Christine Bohnet
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Tel.: +49 (0) 351 260-2450

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Energie, Gesundheit und Materie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

• Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
• Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
• Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen werden Großgeräte mit einzigartigen Experimentiermöglichkeiten eingesetzt, die auch externen Messgästen zur Verfügung stehen.

Das HZDR ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Es hat fünf Standorte (Dresden, Grenoble, Freiberg, Leipzig, Schenefeld) und beschäftigt rund 1.100 Mitarbeiter – davon rund 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

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