Junge Salzburger Forscher erhalten Preis
Andrea Feinle designt Nanoteilchen für Spezialtransporte im Körper. Reinhard Wagner entwickelt Batterien für Elektroautos weiter.
Mit welchen Trägermaterialien können Medikamente punktgenau an ihren Zielort gelotst werden und so optimal ihre Wirkung entfalten? Wie lassen sich mithilfe des als Schmuckstein bekannten Granaten leistungsfähigere LithiumIonen-Akkus für Elektroautos herstellen? An Lösungen für diese Fragen arbeiten die beiden jungen Salzburger Materialforscher Andrea Feinle und Reinhard Wagner. Nun sind sie für ihre Arbeiten ausgezeichnet worden: Bei dem heuer erstmals verliehenen Young Investigators Award des NaWi Science Day der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Uni Salzburg haben sich die beiden Nachwuchsforscher den ersten Platz geteilt.
Die Salzburger Materialchemikerin Andrea Feinle vom Fachbereich Chemie und Physik der Materialien designt Nanoteilchen. Diese werden für Spezialtransporte benötigt. Ein Medikament wirkt nämlich dann besonders gut und verursacht gleichzeitig wenig unerwünschte Nebenwirkungen, wenn es nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip exakt an der Stelle im Körper bindet, wo es eine Krankheit bekämpfen kann.
Die T-Zellen des Immunsystems sind bei bestimmten Immunstörungen eine solche Ansatzstelle. Um die Wirkstoffe gezielt dorthin transportieren zu können, bedarf es allerdings spezieller winziger Trägermaterialien. Andrea Feinle verwendet dafür ein spezielles Verfahren: „Mit der SolGel-Methode lässt sich die Größe der Partikel gezielt einstellen. Wir starten mit flüssigen Vorstufen, dann geben wir einen Katalysator dazu und durch diesen Katalysator beginnen aus den molekularen Bausteinen in der Flüssigkeit Nanopartikel zu wachsen. Das Besondere an unseren Molekülen ist, dass sie an der Oberfläche Ankergruppen haben, chemische Gruppen und Moleküle, die ganz spezifisch an den T-Zellen binden. Die Wirkstoffe docken so nach dem SchlüsselSchloss-Prinzip exakt an.“
Die Substanz, die Andrea Feinle für das Trägermaterial verwendet, ist das ungiftige Siliziumdioxid SiO2, also Sand. Siliziumdioxid wird nach einiger Zeit rückstandslos aus dem Körper ausgeschieden. Noch funktioniert dies alles erst in der Petrischale. An Menschen muss es erst erprobt werden.
Reinhard Wagner, Mineraloge am Fachbereich Chemie und Physik, arbeitet an einem Material für die Hochleistungsenergiespeicher der nächsten Generation. Um die Elektromobilität voranzubringen, sind leistungsstarke und sichere Akkus notwendig. Derzeit gelten LithiumIonen-Akkus als leistungsfähigstes Konzept. Diese Technologie verwendet organische Flüssigelektrolyte, die jedoch Nachteile haben: Sie sind entflammbar, chemisch und elektrochemisch instabil und es besteht die Gefahr von Kurzschlüssen. Neuartige Lithium-Akku-Konzepte verwenden deshalb keramische Lithium-Ionen-Leiter als Elektrolyte. Vielversprechende Kandidaten sind granatartige Metalloxide. „Wir arbeiten daran, dass wir die chemische Zusammensetzung die Kristallstruktur so verändern, dass die Lithium-Ionen-Leitfähigkeit noch besser wird“, sagt Reinhard Wagner.