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Erster LOT-QD-Wissenschaftstag –
Erde Wasser Feuer Luft

Am 1.10.2015 veranstalten wir in Darmstadt unseren ersten LOT-QD-Wissenschaftstag. Freuen Sie sich mit uns auf abwechslungsreiche An­wen­dervorträge rund um die klassischen vier Elemente.

Nutzen Sie die Gele­genheit um Kol­legen zu treffen, sich auszutauschen und unsere De­mo-Labors zu be­su­chen. Unsere Produktmanager stehen Ihnen für Fragen zur Verfügung. Für das leibliche Wohl ist bestens gesorgt. Im Anschluss an die Vorträge laden wir Sie zu einer „Beer Session“ ein.
Die Teilnahme am LOT-QD-Wissen­schaftstag ist kostenlos.

LOT-QuantumDesign

Programm

9:30 Willkommen

Von der Vier-Elementen-Lehre der griechischen Philosophen (Feuer-Wasser-Luft-Erde) führt der Weg zur Alchemie, die von Justus von Liebig in seinen „Chemischen Briefen“ als frühe Wissenschaft und nicht als eine betrügerische Goldmacherei verstanden wird.
Eine Reise in die Fürstenchemie – vom Grafen Hohenlohe in Weikersheim, den Herzögen in Braunschweig und Württemberg bis zum König Friedrich II., dem Großen, zeigt anhand historischer Quellen, wie dort die frühe Chemie betrieben wurde.
Am Beispiel chemischer Experimente wird der Stand der frühen Chemie beschrieben – von der Entdeckung des Schwarzpulvers und des Phosphors (Feuer), des Kohlendioxids (Luft), des Wassers als Reaktionsmedium bis zum Glaubersalz (Erde). Pigmente, Goldrubin u.a. Produkte sind Ergebnisse der Alchemie. Die „betrügerische Alchemie“, die Goldmacherei im Zauberlabor, führt uns schließlich bis zur Nanotechnik unserer Zeit. Und schließlich spsielen Hexenküche und Zauberlabor auch in der zeitgenössischen Literatur – Beispiele „Harry Potter“ und „Das Parfüm“ – eine wichtige Rolle.

Kurzbiographie
Nach dem Studium der Chemie und Lebensmittelchemie (1964-1969, Promotion 1971) war Prof. Dr. Georg Schwedt zunächst als Abteilungsleiter im Chemischen Untersuchungsamt Hagen und der Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie in Dortmund tätig. Danach lehrte er ab 1976 dreißig Jahre Analytische Chemie und Lebensmittelchemie an den Universitäten Siegen, Göttingen, Stuttgart und der TU Clausthal.
Er ist Begründer des Schülerlabors Clausthaler SuperLab sowie Ideengeber der ExperimentierKüche im Deutschen Museum Bonn und des Schülerlabors ScoLab im Großmarkt Hamburg. Seit seiner Emeritierung widmeter sich als Buchautor sowie Vortragender in vielfacher Weise der Aufgabe, die Chemie den Menschen nahe zu bringen. 2010 erhielt er den Preis für Journalisten und Schriftsteller der Gesellschaft Deutscher Chemiker.

Most SEM’s have evolved to a kind of complete desk-size instruments. SEM accessories, newer models and improvements are generally developed with these basic dimensions in mind.
However, most of the boundary conditions which have led to the current average dimensions are not valid anymore. The size of monitors, electronics, photo displays, high-voltage supplies, vacuum pumps, Energy Dispersive X-ray detectors has gone down dramatically. Many SEM functions can now be realized with mass-manufactured modules at lower cost, smaller dimensions and often higher reliability.
Futhermore requirements have gone up (e.g. resolution, reliability, limited need for service).  Other requirements as ease-of-use and time-to-results have become dominant. In this session we will discuss what  could become the new average SEM size applying modern technologies:  electron-optical columns can be reduced in size dramatically, sample-stage stabilities can improve at smaller dimensions, and the smaller size of table-top SEM’s is an enabler rather than a limitation of top performance. Would further SEM size reduction make sense? Next to the above we will discuss some general items, like which factors determine the resolution in a SEM image, including different types of samples.
Finally we will spend some time on future products and possibilities.

 

CV
Associate partner at Solveigh Corporate Development since 2009.  35 years experience in capital equipment industry and top level university research.
Karel obtained his PhD at Delft University of Technology, after which he went to Philips (Electron Microscopy Development). Returned in 1983 to Delft where he became professor to lead a particle optics research group. In 1989 he returned to the industry where he occupied several management functions: Technical Management, Marketing, Business Development and General Management. In this period he worked for FEI, Philips, ASML and Applied materials. Karel has played a key role in a six acquisitions and a number of strategic processes, both in the industry and in non profit organizations. He lived in the Netherlands and the USA. Karel managed two start-up companies.

Spektroskopische in-situ Ellipsometrie ist als nicht-invasive Methode ideal geeignet um Eigenschaftsänderungen von Grenzflächen im flüssigen Medium zu untersuchen. Hierbei sind Schichteigenschaften wie z.B. der Quellungsgrad oder die angebundene Menge an Protein an einer Oberfläche bestimmbar und geben Auskunft über Wechselwirkungen der Oberfläche mit der umgebenden Flüssigkeit und ihren Inhaltsstoffen. Für die Anwendung ist dies unter anderem interessant in Bereichen der Sensorik oder auch der Biotechnologie. Hier gilt es zu verstehen wie Grenzflächen auf „Bioflüssigkeiten“ reagieren (z.B. bei Implantateinsatz) oder wie diese modifiziert werden können um eine bessere Kompatibilität zu erreichen.

In-situ Ellipsometrie kann mit anderen Techniken kombiniert werden um die Aussagekraft weiter zu erhöhen. Bei der Kopplung der spektroskopischen in-situ Ellipsometrie mit einer Quartzmikrowaage ist die simultane Messung der ellipsometrischen Winkel und der Obertonschwingungen bzw. Dissipationen möglich; diese Methodik ist besonders geeignet um die Menge an gebundenem Wasser in und an der Grenzflächen zu quantisieren. Dynamische Prozesse wie z.B. die Wasser- und Proteinfreisetzung können verfolgt und kleinste Änderungen in den Umgebungsparametern (pH, Temperatur, Salzgehalt) können erfasst werden.

Kurzbiographie
Eva Bittrich studierte Physik an der Technischen Universität Dresden. Nach ihrem Diplom 2007 wechselte sie an das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden und arbeitete unter der Leitung von Prof. Stamm an ihrer Promotion im Fachbereich Chemie. Sie erforschte das Potential responsiver Polymerbürsten als interaktive biokompatible Grenzflächen und konzentrierte sich auf die Untersuchung von Quelleigenschaften und Proteinadsorption mittels in-situ Ellipsometrie. Nach erfolgreicher Promotion 2010 blieb sie der Ellipsometrie treu und arbeitet als Postdoc bei Dr. Eichhorn weiterhin im IPF Dresden.

11:30 Laborführungen
12:00 Mittagessen

Nach dem Nieten im 19. und dem Schweißen im 20. Jahrhundert, ist das Kleben die Fügetechnik des 21. Jahrhunderts. Die Anzahl der durch Klebung hergestellten Verbindungen von Bauteilen, z.B. in der Automobil-, Luftfahrt- und Elektronikindustrie, im Bauwesen und bei der Holzverarbeitung nimmt immer weiter zu. Dabei sind die Anforderungen an solche Klebstoffe teilweise sehr komplex. Spezielle Klebstoffe enthalten neben den Grundkomponenten auch Additive und Füllstoffe, die der Formulierung bestimmte Eigenschaften verleihen. Dabei handelt es sich z.B. um Flammschutzmittel, rheologische Additive oder Pigmente.
Bei der Entwicklung solcher Formulierungen ist es notwendig, deren rheologische, chemische und mechanische Eigenschaften einzustellen und zu validieren. Auch die Eigenschaften der Additive und Füllstoffe müssen vor und nach der Verarbeitung in der Klebstoffmatrix untersucht werden. Dazu werden moderne Analysemethoden eingesetzt. Mittels optischer Verfahren, wie z.B. Rasterelektronenmikroskopie oder Laserbeugungsanalyse, können die Partikeleigenschaften trockener Feststoffe untersucht werden. Der Einfluss der Additive und Füllstoffe auf das Fließverhalten der Klebstoffe kann mittels rheologischer Untersuchungen ermittelt werden. Die umfangreichen und unterschiedlichen Methoden der thermischen Analyse geben Aufschluss über die Reaktivität der Klebstoffe, sowie die mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur. Durch den sinnvollen und gezielten Einsatz moderner Analytik können die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen solcher Klebstoffformulierungen erarbeitet und deren Entwicklung deutlich beschleunigt werden.

Kurzbiographie
Martin Müller arbeitet seit Januar 2014 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Europäischen Zentrum für Dispersionstechnologien. Von Oktober 2008 bis Ende 2013 hat er an der TU Bergakademie Freiberg Verfahrenstechnik, mit Schwerpunkt auf mechanischer Verfahrenstechnik, Partikeltechnologie und Aufbereitungstechnik, studiert (Abschluss: Master of Science). Am EZD ist er für den Bereich Dispergier-, Verfahrens- und Prozesstechnik verantwortlich und bearbeitet auf diesem Gebiet industrielle und öffentlich geförderte Forschungsprojekte. Weiterhin wird er in den nächsten Jahren seine Promotion am EZD machen, zum Thema reaktive Harzsysteme (wie z.B. Epoxy und andere Klebstoffsysteme).

Klimawandel, endliche Resourcen und steigender Energiedarf. Das Thema Energie - Energieumwandlung - Energieforschung beherrscht die Diskussion um unsere nachhaltige Zukunft. Solarzellen nehme eine gewichtige Rolle in diesem Szenario ein - sie sind bereits fixer Bestandteil unserer Energieversorgung. Dennoch liegen noch viele Problemfelder offen - vor allem ist es die fehlende Nachhaltigkeit der Photovoltaik-Technologie selbst, die Grenzen aufzeigt und uns nach neuen Lösungen und Materialien suchen lässt. Wir widmen uns in der Grundlagenforschung der Entwicklung neuer Wege für ein nachhaltiges Photovoltaik-Szenario. Dieses beinhaltet organische Moleküle und Polymere, Nanotechnologie und Konzepte aus der Quantenphysik, um Verluste zu reduzieren und effiziente Alternativen zu entwickeln.

Kurzbiographie
Philipp Stadler hält eine Assistenzprofessorstelle an der Johannes Kepler Universität Linz am Institut für Physikalische Chemie. Sein Forschungsschwerpunkt befasst sich mit Organischen Solarzellen sowie mit Hybrid-Ansätzen für die Verschränkung bestehender und in Entwicklung befindlicher Technologien. Ein weiteres Forschungsinteresse fokussiert alternative Photovoltaik-Konzepte, die auf Nanotechnologie und Quanteneffekte zurückgreifen.
Philipp Stadler hat an der Universität Linz promiviert. Nach Abschluss der wissenschaftlichen Ausbildung trat er ein Post-Doctoral Fellowship an der Universität Toronto bei Professor Sargent an, um an Halbleiter-Quanteneffekten zu forschen. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse baut er derzeit eine Photovoltaik-Gruppe an Johannes Kepler Universität Linz auf.

14:00 Kaffeepause

Supraleitung wurde bereits im Jahre 1911 entdeckt, stellt jedoch nach wie vor eines der mysteriösesten physikalischen Phänomene dar: supraleitende Materialien verlieren unterhalb einer bestimmten Sprungtemperatur plötzlich ihren Widerstand und leiten elektrischen Strom völlig verlustfrei. Anwendung findet dies zum Beispiel bei der Erzeugung starker Magnetfelder in Magnetresonanztomographen, die sich zu einem äußerst nützlichen Werkzeug der medizinischen Diagnostik entwickelt haben. Die notwendige Kühltechnologie führt hierbei, wie auch bei weiteren Anwendungen, zu erheblichen Kosten und technologischen Herausforderungen. Ein Raumtemperatursupraleiter – für viele der Heilige Gral der Festkörperphysik – hätte verschiedenste Einsatzmöglichkeiten, unter anderem die Aussicht auf eine ganz neue Generation enorm leistungsfähiger Elektromotoren und Generatoren.
Ausgehend von der erstmaligen Beobachtung der Supraleitung in Quecksilber möchte ich die Entwicklung supraleitender Materialien anhand bedeutender Meilensteine vorstellen; dabei die Entdeckung der Schwere-Fermionen-Supraleitung sowie der Hochtemperatursupraleitung in den Kupraten und Eisen-basierten Verbindungen. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf neueste Untersuchungen an Schwefelwasserstoff unter hohem Druck.

Kurzbiographie
Dr. Anton Jesche leitet seit Juni 2015 eine Emmy Noether Forschungsgruppe im Bereich Experimental Physics VI, Institute of Physics an der Universität Augsburg. Die Gruppe befasst sich mit dem Thema: Investigation of transition metal compounds with unquenched orbital magnetic moments. Zuvor arbeitete er als Wissenschaftler in der Gruppe von Prof. Philipp Gegenwart (Electronic Correlations and Magnetism) am gleichen Institut zum Thema: Crystal growth and physical characterization of strongly correlated electron systems. Davor war er als Postdoc im Ames Laboratory in den USA bei Prof. Paul C. Canfield (Novel Materials and Ground states) tätig wo er zum Thema Synthesis and characterization of novel magnetic materials including transition metals with unquenched orbital moments, nearly itinerant ferromagnets, quasi crystals and rare-earth-free permanent magnets forschte. In 2011 promovierte er am Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids in Dresden in der Gruppe von Prof. Frank Steglich and Cristoph Geibel (Solid state physics) über das Thema: 3d and 4f correlations in quaternary iron pnictides: the special case of CeFeAs1-xPxO.

Von allen Faserarten stehen im Zusammenhang mit gesundheitlichen Wirkungen atembare Asbestfasern im Fokus. Die Konzentration von Asbest in der Luft wird neben Asbest aus technischer Verwendung insbesondere in der Außenluft auch von „geogenen“ Asbestfasern beeinflusst.

Daneben tritt eine Vielfalt von „sonstigen“ anorganischen Fasern auf, die die „WHO-Kriterien“ als Grundvoraussetzung für Atembarkeit und möglicher biologischer Wirksamkeit erfüllen. Also länger als 5 µm und weniger als 3 µm dick sind und ein Längen zu Durchmesser Verhältnis von mehr als 3:1 aufweisen. Über diese „Faserart“ ist wenig bekannt. Ebenso sind künstlich hergestellte „glasartige“ Mineralfasern (Kurzbezeichnungen KMF oder MMVF) sowohl in der Innenraum- wie auch in der Außenluft anzutreffen.

Es wird eine Überblick über die Messverfahren und auch die zugehörigen Normen bzw. Richtlinien zur Bestimmung der (Asbest-)faserkonzentration in der Luft und in Materialproben gegeben. Die Messtechnik und ihre Ergebnisse sind dabei auch im Zusammenhang mit Grenz- oder Richtwerten zu sehen, die einzuhalten sind.An einigen Beispielen werden die Vielfalt der Fragestellungen erläutert und Lösungswege aufgezeichnet.

Kurzbiographie
Studium der Physik an der Universität Karlsruhe, (Diplomarbeit EDXA dünner Schichten im REM). Von 1972 bis 1987 zunächst wissenschaftl. Mitarbeiter, später Gruppenleiter in einem Forschungsinstitut in Frankfurt mit den Arbeitsgebieten Strukturanalyse, Materialforschung und Verfahrensentwicklung im Bereich der Umweltmesstechnik und On-Line Analyse chemischer Inhaltsstoffe in großen Massenströmen von Schüttgütern.Seit 1987 bei der APC GmbH und dort ab 1989 Geschäftsführer. Obmann der VDI Arbeitsgruppe „Messen faserförmiger Partikel“, zuständig für die Erstellung der VDI Richtlinien für die Fasermesstechnik (z.B. VDI 3492). Tätigkeit in nationalen und internationalen Gremien u.a. der ISO (International Organisation for Standardisation).Zahlreiche Veröffentlichungen im Bereich Fasern (Asbest, künstlichen Mineralfasern), zu den Themen On-Line Analyse von Schüttgütern sowie in den Jahren vor 1985 die Elektronenmikroskopie (u.a. in Electron Microscopy in Mineralogy) oder angewandte Rasterelektronenmikroskopie betreffend.

Schalen von Muscheln wachsen durch periodische Anlagerung eines Verbundstoffs aus Kalziumkarbonat und organischen Makromolekülen. So entstehen – ähnlich der Jahrringe von Bäumen – regelmäßige Abfolgen von Zuwachslinien (Folge verlangsamten Wachstums) und Zuwachsinkrementen (Folge raschen Zuwachses), die sich als eine Art Kalender nutzen lassen. Anders als bei Bäumen bilden Muscheln aber nicht nur Jahrringe, sondern auch Tagesringe. Mit deren Hilfe läßt sich jeder Schalenabschnitt zeitlich hoch aufgelöst und exakt datieren. Wenn das Sterbedatum des Tieres bekannt ist, sind sogar kalendergenaue Datierungen möglich. Gesteuert wird der periodische Zuwachs durch biologische Uhren. Während des Zuwachses zeichnen die Tiere Änderungen der physikalischen und chemischen Rahmenbedingungen in ihren Schalen geochemisch sowie in Form unterschiedlich breiter Zuwachsinkremente und Kristalltexturen auf. Dieses Archiv zu entschlüsseln, die ehemaligen Umweltparameter quantitativ zu erfassen und so vergangene Klimate zu rekonstruieren ist der Kern meiner Forschung, über den ich einen Überblick geben werde.

Kurzbiographie
Nach einem Diplom-Studium der Geologie/Paläontologie (1990-1994) an der Universität Göttingen habe ich ebendort meine Dissertation über eine globale Katastrophe der Erdgeschichte im Mitteldevon (ca. 392 Millionen Jahre vor heute) angefertigt und 1997 promoviert. Es folgten fünf Jahre Auslandsaufenthalt in der Schweiz (Deutscher Akademischer Austauschdienst), den USA (Alexander-von-Humboldt Stiftung) und Japan (Japan Society for the Promotion of Science). An der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (Bereich der ETH Zürich) habe ich mich mit der Wiederbewaldung der Schweizer Alpen am Beispiel eines inneralpinen Trockentals beschäftigt und Grundzüge der Dendrochronologie erlernt. Diese Methoden wendete ich dann während meines Postdoktorats an der University of Arizona in Tucson auf Muschelschalen an, um die Auswirkungen von Dammbauten entlang des Colorado-Flusses auf das Ökosystem des Deltas im nördlichen Golf von Kalifornien (Mexiko) zu ermitteln. Nach einem Aufenthalt an der Universität Tokio, habe ich dann in Frankfurt/M. eine eigene, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Emmy-Noether-Arbeitsgruppe geleitet und mich auf die Klimageschichte des Mittel- und Nordeuropas konzentriert. 2006 folgten dann Rufe an die Universität Regina in Kanada und an die Universität Mainz. Letzterem bin ich gefolgt und leite seither die Arbeitsgruppe Angewandte und Analytische Paläontologie am Institut für Geowissenschaften. Seit 2012 bin ich Geschäftsführender Leiter des Instituts.

16:00 Beer session

Anmeldung 1. LOT-QD Wissenschaftstag

Participation is free of charge.

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Carolin Rückert
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