KIT

Forschungsgegenstand des Instituts für Funktionelle Grenzflächen (IFG) ist das Studium molekularer Interaktionen an fest/gas und fest/flüssig Grenzflächen. Aus der Untersuchung von Grundlagenprozessen auf der Nano-Ebene gewonnene Erkenntnisse werden konsequent auf die Makro-Ebene technischer Systeme übertragen.

Die IFG Forschungsstrategie basiert auf einer Kombination moderner analytischer Verfahren mit der Entwicklung leistungsfähiger Modellsysteme. Themenfelder sind die Heterogene Katalyse, die Entwicklung von biologischen und biomedizinischen Funktionsmaterialien, die Konzeption neuartiger biotechnologischer Verfahren sowie die Oberflächenfunktionalisierung mineralischer, auch als Baustoffe eingesetzter Partikel.

Kompetenzen

Das Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) ist mit über 9.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon über 6.000 in Wissenschaft und Lehre, eine der größten F&E-Einrichtungen in Deutschland und betreibt u.a. Spitzenforschung in der Nanotechnologie und deren Einbettung in Systeme sowie in der angewandten Informationstechnologie, die zielorientiert für eine ständige Optimierung und frühzeitige Innovation der IT-Services sorgen. Die Schwerpunkte liegen in den Bereichen High Performance Computing (HPC) & Data Intensive Computing (DIC), Scientific Computing und Simulation, Grid und Cloud Computing sowie Large Scale Data Management & Analysis. Weitere Schwerpunkte bilden Cluster Computing, innovative Netzwerktechnologien, IT-Security, Virtualisierung. Mit der Etablierung der Large Scale Data Facility (LSDF), dem Large Scale Data Management & Analysis-Projekt (LSDMA) sowie den Data Life Cycle Labs (DLCL) hat das KIT die Plattformen für den Umgang mit diversifizieren Daten und deren intelligenten Management (von Daten zu Information) in der Helmholtzgemeinschaft geschaffen. Mit der Forschungsinfrastruktur KNMF (Karlsruhe Nano-Micro Facility) bietet das KIT externen Nutzern die Möglichkeit auf eine Vielzahl fortschrittlicher Technologien zur atomistischen und molekularen, strukturellen, morphologischen, spektroskopischen und zur Spin resonanten Charakterisierung auf der Nanoskale zuzugreifen. Diese liefern heute unterschiedliche, nicht korrelierende Datensätze, denen Aufgrund der Diversität der Nutzer und deren Fragestellungen unterschiedliche Metadatensätze zugrunde liegen und somit heute in keiner Beziehung zueinander stehen. In ersten Aktivtäten arbeitet die KNMF und das Institut für Funktionelle Grenzflächen zusammen mit ihren Nutzern an Konzepten für Datenplattformen in denen die erzeugten Datensätze in einer kongruenten Form mit aussagekräftigen Metadaten abgelegt werden können. Eine besondere Bedeutung hat die Erfassung und Darstellung der Metadaten, die so angelegt werden müssen, dass nicht nur räumliche Aussagen, sondern n-dimensionale Informationen (in-situ (t, p, E-Feld, H-Feld, etc.), operando) dargestellt werden können. Ebenso muss auf die Korrelationsfähigkeit der unterschiedlichen Datensätze hingearbeitet werden.

Forschungsschwerpunkte des Instituts

• Synthese, Charakterisierung und Einsatz funktionalisierter Hybridmaterialien und magnetischer Partikel in Verfahrenstechnik und Biotechnologie
• Charakterisierung nanomineralogischer Oberflächen und Verwendung natürlicher Nanopartikel in Kompositen (spezielle Schichtsilikate)
• Oberflächenfunktionalisierung und Oberflächenstrukturierung
• Charakterisierung modifizierter Oberflächen
• Entwicklung neuer laserspektroskopischer Verfahren
• Oberflächenbeschichtung mit silanbasierten Polymeren und Modellierung der Wechselwirkung mit der Oberfläche
• Wechselwirkungen von Biofilmen mit natürlichen und technischen Oberflächen
• Bakterielle Stress- und Fitnessreaktionen
• Entwicklung computergesteuerter Methoden zur gezielten Entwicklung von Verfahren zur Oberflächenfunktionalisierung

Ziele

• Schnittstelle zwischen den Methoden zur Erzeugung von Daten und der Datenplattformen zur qualitätsgesicherten Ablage der Daten
• Einbindung externer Nutzer durch die KNMF
• Testen neuer Konzepte bereits in der Datenerzeugung und -bereitstellung
• Implementierung einer nutzer-getriebene und relevante Qualitätssicherung