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Ruhr-Universität Bochum
RUBION
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D-44801 Bochum

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Forschung

Nanowissenschaften

 

Materialwissenschaften

Wie alt sind die Alpen? Wie könnte ein zukünftiger Wasserstoffspeicher für automotive Anwendungen aussehen? Was geschieht genau an katalytischen Oberflächen? Welche Zusammensetzung hat eine Beschichtung? Was begrenzt die Lebensdauer von Halbleiterbauelementen? Wissenschaftler ganz unterschiedlicher Fachrichtungen und aus der Industrie treffen sich an den Beschleunigern des RUBION, um die analytischen Möglichkeiten der Ionenstrahlen zu nutzen. Die Methoden reichen von der Rutherford-Rückstreuspektroskopie (RBS) über die Protonen-induzierte Röntgenemission (PIXE) bis zur Analyse mit Hilfe von Kernreaktionen (NRA) für isotopensensitive Tiefenprofilierung und hier insbesondere für den Nachweis von Wasserstoff mit der 15N Methode. Hierzu steht eine UHV-Messkammer mit verschiedenen Möglichkeiten zur in-situ Probenbehandlung zur Verfügung.

Außerdem können mit den Beschleunigern Ionenimplantationen im Energiebereich zwischen 5 keV und einigen MeV für zahlreiche Ionensorten realisiert werden. Für bestimmte Fälle kann der Ionenstrahl bis auf weniger als 1 µm fokussiert werden. Die Anwendungen erstrecken sich von der einfachen Dotierung eines Halbleiters bis zur Erzeugung neuartiger Materialien und Materialstrukturen.

Lebenswissenschaften

Projekte der Medizin und Biochemie beginnen die ionisierende Strahlung für die Analyse und Behandlung von Zellen zu nutzen: hierzu zählen die Untersuchung der Proliferation, die Erzeugung von Radikalen, die Untersuchung von intrazellulärer Calcium-Oszillation, der Protein-Phosphorylierung und der apoptotischen Signaltransduktion. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Kliniken wird ein Netzwerk aufgebaut, um die vorhandenen Kompetenzen zu bündeln und die medizinischen Forschungen zu stärken. In einem weiteren biomedizinischen Projekt soll ein neuer Ansatz der Tumortherapie entwickelt werden, der es erlauben soll die besonders schwierig zu treffenden Krebs-Stammzellen abzutöten. Der Tumor soll „von innen“ bestrahlt und einschließlich seiner Stammzellen abgetötet werden. Für diese „Bestrahlung von innen“, die Brachytherapie, entwickeln Bochumer Forscher im RUBION in einem fachübergreifenden Projekt neuartige „Strahler“. Die Idee des Projekts ist es, eine Methode zu entwickeln, die renitentesten Krebszellen – die „schlafenden“ Krebs-Stammzellen – zunächst zu aktivieren und dann zu zerstören. Europaweit einzigartig ist der Beschleuniger, den das RUBION an der Ruhr-Universität deshalb vor kurzem in Betrieb genommen hat. Die Anlage arbeitet mit 100.000 Volt Spannung und ermöglicht es, zum Beispiel winzige Drähte mit dem radioaktiven Isotop P-32 zu beschießen, die dann in den Patienten eingeführt werden. Der im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelte 100 kV-Beschleuniger war dort bereits mehrere Jahre erfolgreich im Einsatz.

Radionuklide in den Life Sciences werden heute partiell durch optische Fluoreszenz- oder andere bildgebende Verfahren ersetzt. RUBION ist bestrebt, die vorhandenen Kompetenzen für Ionenstrahlen und Radionuklide mit aktuellen Fluoreszenz-basierten Verfahren zu ergänzen und so ein Alleinstellungsmerkmal in der europäischen Forschungslandschaft zu erlangen. Der dazu notwendige Umstrukturierungsprozess ist voll im Gange. Ziel ist es, einen Service mit hoher wissenschaftlicher Originalität aufzubauen, der von der Einzelmolekülanalyse an Zellen durch Erhöhung des Auflösungsvermögens des Lichtes bis zu bildgebenden Verfahren zur Untersuchung im intakten lebenden Organismus mit nicht-invasiven Methoden reicht. Der besondere Charme besteht in der jetzt abzusehenden Verbindung und Bündelung der bereits vorhandenen breit gefächerten Kompetenzen der Projekte.