Newsportal - Ruhr-Universität Bochum

Die Chemie und Zusammensetzung organischer, funktioneller Beschichtungen wird quantitativ analysiert werden. Die Beschichtungen werden über Grafting-from und Grafting-to hergestellt. Zusätzlich sind auch dickere Polymerfilme von Interesse und ihre anti-fouling Funktion in Abhängigkeit von der chemischen Struktur wird mit elementspezifischen Nachweisverfahren analysiert. In einem späteren Stadium des Projektes werden die Proben in unserer Arbeitsgruppe bezüglich ihrer Proteinresistenz und den Biofoulingeigenschaften getestet und mit den oberflächenanalytischen Daten korreliert.

Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung der erreichbaren Zeitauflösung von Kunststoff-Szintillator-Detektoren, die mit Silizium-Photomultipliern (SiPMs) ausgelesen werden. Diese Detektoren sollen für das Photonen-Tagging-System im zukünftigen Experiment „INvestigation of the Strong Interaction in the light flavor sector“ (INSIGHT) am Elektronenbeschleuniger ELSA in Bonn eingesetzt werden. Das Photonen-Tagging-System wird ein Startsignal und ein Time-of-Flight-Detektor ein Stoppsignal liefern. Dies wird die Identifizierung verschiedener geladener Teilchen ermöglichen.

Es wird ein Inkubationsversuch mit Böden von unterschiedlichen Schlammteichstandorten und fünf verschiedenen Nährstoff-Lösungen (Treatments) durchgeführt. Der Versuch wird mit jeweils 3 Laborwiederholungen durchgeführt. Aus der Anzahl der Laborwiederholungen (n=3), der Böden (n=4) und der Treatments (n=5) ergibt sich eine Gesamtprobenzahl von 60. Die Bodenproben á 50 g werden bei 20°C für 35 Tage (7 Tage Vorinkubation + 28 Tage Versuch) in einem CarboBot System inkubiert. Nach 7 Tagen Vorinkubation werden verschiedene Nährstofflösungen (Treatments) zu den Proben hinzugegeben: (1) ohne Nährstoffe mit Wasser (Kontrolle), (2) Glukose (C6H12O6), (3) Ammoniumnitrat (NH4NO3), (4) Glukose + Ammoniumnitrat, (5) Phosphat (vrsl. als Ca(H2PO4)2+H2O)). Während des 28-tägigen Versuchs wird, die Basalatmung in einer CarbOBot Einheit gemessen, welcher alle 4h die CO2 Entwicklung misst und bei der KOH bei Erreichen von kritischen CO2-Sättigungen erneuert werden muss.

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines kombinierten "Stimulated emission depletion" (STED) und Raster-Ionenleitfähigkeitsmikroskops (SICM). Das Instrument wird die gleichzeitige, korrelierte Aufnahme der Topographie und der Proteinverteilung in einer lebenden Zelle mit nicht durch Lichbeugung begrenzter Auflösung ermöglichen.

Detaillierte Erkenntnisse aus Teilchenphysikexperimenten werden genutzt, um das Verhalten von Teilchen und Gasen in Schüttgutreaktoren in-situ zu untersuchen. γ-Strahlen aus einer Positronenannihilation werden in einer PET-ähnlichen Konfiguration verwendet, die die Vorteile der modernsten Teilchendetektoren nutzt. Der Vorteil der PET liegt in der Tatsache, dass es sich um eine nicht-invasive Technologie handelt, die es ermöglicht, das Verhalten von Systemen in einem geschlossenen, dicht mit Kugeln gefüllten Behälter zu untersuchen. Während die PET-Technologie häufig in der Medizin eingesetzt wird, werden wir mit radioaktiven Positronenquellen und PET markierte Kugeln und Gase verwenden, um den Transport dieser Kugeln und Gase in Schüttgutreaktoren zu untersuchen.

In der Abteilung RUBION-Ionenstrahlen werden in dem Bereich industrielle Implantation zusammen mit unserem Partner, der rubitec GmbH im Kundenauftrag Ionenbestrahlungen im MeV Bereich durchgeführt. Dabei steht ein großes Spektrum an unterschiedlichen Ionen zur Verfügung. Der verfügbare Energie- und Dosisbereich ist dabei von der jeweiligen Spezies und der Wafergröße unserer Kunden abhängig. Die Möglichkeiten werden von uns anwendungsabhängig für jeden Kunden auf Anfrage ermittelt. Wir sind in diesem Bereich nach DIN EN ISO 9001: 2015 zertifiziert !

We are investigating the high energy ions (H, C...) implantation into silicate minerals.

Ionstrahlanalytische Methoden sind weit verbreitete und routinemäßig eingesetzte Verfahren zur präzisen Charakterisierung von Materialien. Ihre breite Anwendung in der Materialwissenschaft, in Energieanwendungen sowie in der Kulturgüterforschung unterstreicht ihre Zuverlässigkeit, ihren nahezu zerstörungsfreien Charakter und ihre hohe analytische Empfindlichkeit. Zu den am häufigsten verwendeten Techniken zählen die Rutherford-/elastische Rückstreuspektrometrie (RBS/EBS) und die Kernreaktionsanalyse (NRA). Beide liefern wertvolle Informationen über Tiefenprofile, während die NRA zusätzlich Isotopensensitivität sowie die Möglichkeit zur gleichzeitigen Analyse mehrerer leichter Elemente (niedrige Z) in oberflächennahen Materialschichten bietet. Insbesondere bei der Anwendung dieser Techniken im Energiebereich von 100–300 keV, wie bei der Medium Energy Ion Scattering (MEIS), ergeben sich zusätzliche Vorteile. Aufgrund der geringen Eindringtiefe niederenergetischer Teilchen in Materie weist MEIS eine außergewöhnlich hohe Oberflächensensitivität auf und erreicht eine Tiefenauflösung im Bereich weniger Nanometer. Trotz dieser Vorteile sind die verfügbaren differentiellen Wirkungsquerschnittsdaten bei niedrigen Strahlenergien und über einen breiten Bereich von Rückstreuwinkeln stark begrenzt. Dieser Mangel stellt eine wesentliche Einschränkung für eine genaue quantitative Analyse und zuverlässige Modellierung dar. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem präzise Messungen differentieller Wirkungsquerschnitte für bislang unerforschte physikalische Fälle durchgeführt werden, mit Schwerpunkt auf elastischer Protonenstreuung sowie protoneninduzierten Kernreaktionen an leichten Isotopen. Die Experimente werden am 500-kV-Einstufenbeschleuniger der Zentralen Einrichtung für Ionenstrahlen und Radionuklide (RUBION) der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt. Ausgewählte Messungen werden unter Verwendung des 4-MV-Dynamitron-Tandembeschleunigers auf Energien bis zu 1000 keV erweitert. Geladene Teilchen werden mit fünf Silizium- Oberflächensperrschichtzählern (SSB) bei Streuwinkeln von 130°, 140°, 150°, 160° und 170° detektiert.

Untersuchung des Sorptions- und Desorptionsverhaltens von ausgewählten ¹⁴C-markierten Modellverbindungen (Glukose, Zitronensäure und Phenylalanin) an hergestellten Mineraloberflächen mittels Batch-Experimente. Die mikrobielle Nutzung mineralisch adsorbierter Modellverbindungen befasst sich mit dem Einfluss der Mineralsorption auf die mikrobielle Nutzung organischer Verbindungen. In diesem Projekt werden Hypothesen zum Einfluss von Sorptionsenergie-Schwellenwerten, Nährstoffverfügbarkeit, pH-Wert und Komplexität der Mineraloberfläche auf die mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz (CUE) getestet. Durch Inkubationsversuche mit ¹⁴C-markierten Substraten unter Variation von Mineraltypen, Nährstoffzugaben und pH-Bedingungen werden die Entwicklung von ¹⁴CO₂, die mikrobielle Biomasse und der wasserextrahierbare organische Kohlenstoff quantifiziert.

Dieses Langzeitprojekt umfasst die stetige Weiterentwicklung und Optimierung der STED- und SICM-Instrumente des RUBION.

Dieses Projekt befasst sich mit der Untersuchung von (α,γ)-Reaktionen, die für die nukleare Astrophysik und insbesondere für den nukleosynthetischen p-Prozess von Bedeutung sind. Die Studie kombiniert experimentelle Messungen mit theoretischen Berechnungen. Hauptziel ist die Gewinnung zuverlässiger Wirkungsquerschnittsdaten in Energiebereichen, in denen bisher nur wenige oder keine experimentellen Daten vorliegen. Dadurch sollen theoretische Modellrechnungen besser und verlässlicher eingeschränkt werden. Die Messungen werden bei für stellare Umgebungen relevanten Energien (6–15 MeV) mit dem 4-MV-Dynamitron-Tandembeschleuniger der Zentralen Einrichtung für Ionenstrahlen und Radionuklide (RUBION) der Ruhr-Universität Bochum durchgeführt. Die emittierten γ-Strahlen werden mit dem hocheffizienten 4π-NaI(Tl)-Summendetektor von RUBION registriert, der eine präzise Bestimmung der entsprechenden Anregungsfunktionen mit erhöhter Empfindlichkeit und verbesserter statistischer Genauigkeit ermöglicht.