Schlüsseltechnologie

Plasmaforschung: Neuer Reaktor und internationale Kooperation

Zwei Ereignisse haben Mitte März die Bedeutung der Plasmaforschung an der Ruhr-Uni untermauert. Zunächst wurde ein neuer Plasmareaktor eingeweiht, tags drauf fand auf dem Campus der erste Japanisch-Deutsche Tag der Plasmatechnologie statt.

Er ist eine Weltneuheit und „hausgemacht“: Einen neuen Plasmareaktor haben Forscher des Centers for Plasma Science and Technology (CPST) der Ruhr-Uni am 9. März eingeweiht. Damit lassen sich Bakterien und Biomoleküle dekontaminieren und somit z.B. medizinische Instrumente oder Implantate sterilisieren. Im EU-Projekt BIODECON („Decontamination of biological systems using plasma discharges“) ist er einer von drei Reaktoren, mit denen Wissenschaftler die Wechselwirkung von Plasmen mit biologischen Systemen untersuchen. Das CPST koordiniert BIODECON und arbeitet mit Physikern, Biologen und Medizinern aus Deutschland, Frankreich und Italien zusammen.
„Einen solchen Reaktor für Dekontamination und Sterilisation kann man nirgendwo kaufen“, sagt Prof. Peter Awakowicz (Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik). „Zwar besteht er aus herkömmlichen Komponenten, weltweit neu und einzigartig sind jedoch die Idee, das Konzept und die Realisierung.“ Entstanden ist der Reaktor in enger Zusammenarbeit der Fakultäten für Physik und Astronomie bzw. Elektrotechnik und Informationstechnik: So wurden in den Physik-Werkstätten die mechanischen Komponenten gefertigt, die Elektro- und Informationstechniker brachten ihr Know-how in der Entwicklung von Steuerungselektronik und Software ein. „Da die Reaktoren in entsprechenden Sicherheitslaboren der Biologen eingesetzt werden, bestand die Herausforderung darin, ein robustes und fehlertolerantes Forschungsinstrument zu entwickeln, das sich von Ingenieuren sowie von Biologen und Medizinern gleichermaßen einfach bedienen lässt“, erklärt Prof. Achim von Keudell (Arbeitsgruppe Reaktive Plasmen), „diese hervorragende technische Infrastruktur ist eine der Stärken der Plasmaforschung an der Ruhr-Uni.“
Während die Plasmaforscher sich mit der Charakterisierung von Plasmen beschäftigen, untersuchen die an BIODECON beteiligten Biologen und Mediziner die Wechselwirkung dieser Plasmen mit pathogenen biologischen Systemen. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Dekontamination von Bakterien, Viren bzw. Biomolekülen wie Prionen (BSE-Erregern).

Internationale Netzwerke

Nur einen Tag später bestimmte erneut die Plasmaforschung das Geschehen auf dem Campus: 14 japanische Firmenvertreter besuchten beim ersten Japanisch-Deutschen Tag der Plasmatechnologie am 10. März die Ruhr-Uni. Ziel war, den Kontakt zwischen japanischen Firmen in Deutschland und der in Bochum konzentrierten Kompetenz in der Plasmatechnologie herzustellen. Veranstalter waren das CPST, das Landeswissenschaftsministerium (MIWFT), das Japanische Generalkonsulat, die Japan External Trade Organization und die Japanische Industrie- und Handelskammer.
An der Ruhr-Uni ist in den vergangenen Jahren mit dem fakultätsübergreifenden CPST eines der weltweit größten universitären Zentren zur Plasmatechnologie entstanden. Ausgehend von einer soliden Basis grundlagenorientierter Spitzenforschung und modernster technischer Ausstattung ist das Ziel die enge Kooperation mit der Industrie. Mit einer Reihe deutscher Firmen wurde das Konzept bereits umgesetzt. Der Einbindung in internationale Netzwerke dient nicht zuletzt die intensive Kooperation mit japanischen Forschergruppen.

Plasmen

Im Alltag werden sie oft nur bei Leuchtstofflampen wahrgenommen, dabei haben Plasmen viele Hightech-Bereiche nicht nur durchdrungen, sondern sie häufig erst ermöglicht. Die Einsatzgebiete der Plasmatechnik reichen vom Mikrochip bis zur Gefäßstütze, vom Plasmabildschirm bis zur Abgasreinigung und vom sterilen Katheder bis zum Beamer. So lassen sich mit Hilfe von Plasmen z.B. funktionale Beschichtungen mit maßgeschneiderten Eigenschaften auf praktisch beliebigen Oberflächen vom Silizium-Wafer bis zu Textilien erzeugen. Oberflächen lassen sich sterilisieren, funktionalisieren oder strukturieren. Gase können umweltfreundlich zersetzt und neu zusammenfügt werden. Lichtquellen höchster Effizienz lassen sich für ein breites Anwendungsspektrum optimieren.