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Institute for Scientific Instruments
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Momentaufnahmen auf der molekularen Ebene
Ein Blick ins Innere der Femtosekunden Röntgen-Plasmaquelle PXS © Institute for Scientific Instruments
Moleküle und Atome schwingen mit einer für den Menschen kaum vorstellbaren Frequenz. Doch gerade in der molekularen Biologie, in der Nanotechnologie und in der Sensortechnik ist es für die Forscher überaus wichtig, die dynamischen Prozesse auf der molekularen Ebene zu untersuchen und zu verstehen. Das Institute for Scientific Instruments (IfG) in Adlershof hat nun einen Beitrag geleistet für eine leistungsfähige Forschungstechnik, um die Prozesse auch in kleineren Laboren bildlich darstellen zu können. Gemeinsam mit dem Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie hat das IfG eine Femtosekunden Röntgen-Plasmaquelle entwickelt und dafür den Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2010 erhalten.
Laser bringt Moleküle zum Schwingen
Im übertragenen Sinne filmt das Gerät, wie sich Moleküle und Atome bewegen. Dazu beschießt es die zu untersuchende Probe mit kurzen, intensiven Lichtimpulsen aus einem Lasersystem. Die Impulse bringen die Moleküle zum Schwingen. Mit Hilfe eines Röntgenblitzes entsteht eine Art Momentaufnahme. Der Ablauf wiederholt sich mehrere Male, das Gerät verzögert den anregenden Laserimpuls bei jedem Durchgang ein wenig. Das Ergebnis ist eine Abfolge von Bildern, die die Bewegungsabläufe zeigen.
Die Steuer- und Bedienungselektronik der Femtosekunden Röntgen-Plasmaquelle PXS © Institute for Scientific Instruments
Die Röntgenquelle, die so genannte PXS, hat den Vorteil, dass sie verhältnismäßig kompakt und somit auch für kleinere Labore geeignet ist. Bis dahin waren Experimente dieser Art nur an Großgeräten wie Synchrotrons möglich. Und, was noch viel wichtiger ist, die PXS ermöglicht es den Wissenschaftlern, die sie nutzen, ihre Untersuchungen halbautomatisch durchzuführen. „Sie starten das Experiment quasi per Knopfdruck“, sagt Professor Dr.-Ing. Norbert Langhoff, Geschäftsführer des IfG.
Einziger Anbieter weltweit
Den Prototyp der Röntgenquelle hatte das IfG 2008 gemeinsam mit einer Forschergruppe um Prof. Dr. Thomas Elsässer vom Max-Born-Institut entwickelt. Aus der anschließenden Zusammenarbeit mit dem Team von Prof. Dr. Matias Bargheer von der Universität Potsdam entstand dann ein marktreifes Produkt. „Wir sind die einzigen weltweit, die das Gerät anbieten“, sagt Prof. Langhoff. Vier Mal hat das IfG die Femtosekunden Röntgen-Plasmaquelle in Deutschland bereits verkauft. Interessenten sind in erster Linie Forschungseinrichtungen.
Die Zusammenarbeit mit dem Max-Born-Institut ist das Ergebnis der umfangreichen Netzwerk-Arbeit der IfG-Mitarbeiter in Adlershof. „Wir gucken immer, was die Institute gerade machen“, sagt Prof. Langhoff. Nach einem Vortrag von Prof. Elsässer zu seiner aktuellen Forschung im Bereich der Femtosekunden-Spektroskopie ging Prof. Langhoff auf ihn zu und schlug ihm ein gemeinsames Projekt vor. „Das ist der Vorteil eines Campus wie Adlershof“, sagt Langhoff. „Man trifft sich regelmäßig und kann sich austauschen.“ Die Kooperation mit dem Max-Born-Institut läuft indes weiter. „Wir wollen die Methode schließlich immer weiterentwickeln.“
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Institute for Scientific Instruments
Der Schwerpunkt des Forschungs- und Entwicklungsunternehmen liegt im Bereich der Entwicklung und Fertigung von Geräten und Komponenten für die Röntgenanalytik. Das Institute for Scientific Instruments (IfG) hat seinen Sitz in Adlershof.
Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie
Das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) ist eine gemeinnützige Forschungseinrichtung. Das MBI betreibt Grundlagenforschung im Bereich der nichtlinearen Optik und Kurzzeitdynamik bei der Wechselwirkung von Materie mit Laserlicht.
