Video übers Higgs Boson gewinnt

Mit einem Thementag feierte die Physik an der Uni Siegen das 70-jährige Bestehen des CERN-Forschungslabors. Schülerteams konnten sich an einem Wettbewerb beteiligen. Das Siegener Gymnasium am Löhrtor holte gleich zwei Preise.

Das weltgrößte Teilchenphysik-Labor CERN feiert 70-jähriges Jubiläum. Das Department Physik der Universität Siegen lud aus diesem Anlass zu einem Thementag mit (virtuellen) Vorträgen und einem Wettbewerb für Schüler*innen ein. Als Hauptgewinn winkte eine  Reise nach Genf ans CERN.

Gewonnen haben Alexander Beier, Justus Melcher, Kilian Lenz und Vivien Stinner vom Gymnasium am Löhrtor Siegen mit einem Video über das Elementarteilchen Higgs Boson. Auf Platz 2 kam Helene Etzler vom Gymnasium Maria Königin Lennestadt mit einem Video über Antimaterie. Den 3. Platz holten Chiara Töx und Sarah Rath ebenfalls vom Gymnasium am Löhrtor Siegen mit einer Arbeit zur Generaldirektorin des CERN, der Physikerin Fabiola Gianotti.

An der Ausschreibung zum Wettbewerb beteiligten sich zehn Teams mit insgesamt 26 Schüler*innen. Für Physik-Professor Dr. Alexander Lenz war es besonders erfreulich, dass 14 Schülerinnen dabei waren. „In der Physik haben wir typischerweise nur 20 Prozent weibliche Studierende. Es ist schön zu sehen, dass der Wettbewerb junge Frauen sehr interessiert hat.“

Prof. Lenz und der wissenschaftliche Mitarbeiter Dr. Tom Tong, der einen Großteil der Organisation des Thementags übernommen hat, waren vom Niveau der Beiträge sehr positiv überrascht. „Sowohl das Fachliche, also der physikalische Inhalt, als auch die videotechnische Umsetzung waren beeindruckend“, lobt Lenz. Und witzig seien die Beiträge darüber hinaus auch noch.

„Ich denke, es war eine extrem erfolgreiche Veranstaltung, weil wir viele Schülerinnen und Schüler dazu gebracht haben, sich intensiv mit einem Physikthema auseinanderzusetzen, und es den Eindruck machte, dass alle sehr viel Spaß dabei hatten.“

Studienpreis würdigt herausragende Leistungen

Lukas Strauch und Dr. Michael Mies erhalten den Studienpreis des Landkreises Altenkirchen für ihre exzellenten Master- und Doktorarbeiten an der Universität Siegen.

Lukas Strauch und Dr. Michael Mies, zwei Absolventen der Universität Siegen mit herausragenden Leistungen, wurden jetzt mit dem Studienpreis des Landkreises Altenkirchen ausgezeichnet. Damit ehrt und fördert der Kreis bereits zum 21. Mal hervorragende Nachwuchsakademiker*innen. Die Auszeichnung ist jeweils mit 1.500 Euro dotiert und wird von der Sparkasse Westerwald-Sieg gestiftet.

Mit Lukas Strauch aus Scheuerfeld und Dr. Michael Mies aus Betzdorf-Bruche wurden in diesem Jahr gewissermaßen zwei Nachbarn aus der Verbandsgemeinde Betzdorf-Gebhardshain geehrt.

Strauch erhielt den Studienpreis für seine Masterarbeit (Note 1,1) im Fachbereich Physik mit dem Titel „Nano-Optics of artificial light harvesting complexes“. Dafür tauchte er tief in die Welt der künstlichen Lichtsammelkomplexe ein. Seine Arbeit könnte dazu beitragen, dass eines Tages effektivere Solarzellen hergestellt werden können. Mittlerweile promoviert Lukas Strauch an der Uni Siegen.

Wirtschaftswissenschaftler Dr. Michael Mies hat sich in seiner Dissertation mit dem Thema „Essays on risk disclosure and banking regulation: Empirical studies on climate risk, IFRS 9 and financial stability“ ausführlich befasst. Für seine Doktorarbeit erhielt er die höchstmögliche Auszeichnung „summa cum laude“. Mies hatte sich der komplexen regulatorischen Zusammenhänge im Bankenwesen angenommen und dabei auch Klima- und Nachhaltigkeitsrisiken beleuchtet. Inzwischen sind seine Arbeiten in vielen renommierten Journalen veröffentlicht worden. „Es ist wirklich eine Mega-Leistung, die Sie hier an den Tag gelegt haben“, sagte Prof. Dr. Michael Menk, Zweitprüfer der Doktorarbeit.

In seiner Begrüßung betonte Dr. Andreas Reingen, Vorstandsvorsitzender der Sparkasse Westerwald-Sieg, die guten Beziehungen der Region zur Uni Siegen sowie die zahlreichen Synergieeffekte. Landrat Dr. Peter Enders verwies außerdem auf gemeinsame Projekte wie die „Zukunftswerkstatt“. Den beiden Preisträgern zollte der Landrat hohen Respekt: „Dahinter steckt ein großes Maß an Selbstdisziplin, Durchhaltevermögen und harter Arbeit, auf die Sie sehr stolz sein können.“ Zu den ersten Gratulanten zählten neben Reingen und Enders auch Sparkassen-Vorstand Michael Bug, MdL Dr. Matthias Reuber, Bürgermeister Joachim Brenner, Stadt-Beigeordneter Hans-Werner Werder und Scheuerfelds Ortsbürgermeister Harald Dohm.

Nachhaltig produzierbare kovalente organische Netzwerke fangen Kohlendioxid

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und der Universität Siegen hat eine neue Verbindung synthetisiert, die ein sogenanntes kovalentes organisches Netzwerk bildet. Die auf Phosphonsäure basierende Verbindung ist stabil und kann beispielsweise zur Speicherung von Kohlendioxid eingesetzt werden.

Kovalente organische Netzwerke (Covalent Organic Framework, kurz COF) sind eine Klasse poröser kristalliner Materialien, die Gerüststrukturen bilden. Der Begriff „kovalent“ bedeutet dabei, dass in ihnen chemische Bindungen zwischen einzelnen Bausteinen des Netzwerks durch gemeinsam genutzte Elektronenpaare entstehen. Ein Forschungsteam um Dr. Gündoğ Yücesan, Heisenberg-Nachwuchsgruppenleiter am Lehrstuhl für nanoporöse und nanoskalierte Materialien an der HHU und Prof. Dr. Jörn Schmedt auf der Günne, Leiter des Instituts für Anorganische Materialchemie an der Universität Siegen, stellt nun einen einfachen Zugang zu dieser Familie von Netzwerken vor, deren Mitglieder besonders stabil sind und die ein hohes Anwendungspotenzial versprechen. An der in Nature Communications veröffentlichten Studie waren ebenfalls Forschende aus Berlin, Bremen, Saarbrücken, der Türkei und dem Vereinigten Königreich beteiligt.

Die Klasse der Polyphosphonatgerüstverbindungen zeichnet sich durch Phosphor-Sauerstoff-Phosphor-Bindungen aus, die aus Bausteinen einfacher organischer Phosphonsäuren bestehen und – quasi wie Klemmbausteine – durch Erwärmen auf Temperaturen von nur rund 200 Grad Celsius zusammengesetzt werden können.

Dr. Yücesan: „Diese COFs haben die besondere Eigenschaft, dass sie auch bei Anwesenheit von Wasser und Wasserdampf trotz der milden Synthesebedingungen stabil sind und somit – im Gegensatz zu bisher entwickelten Verbindungen – in wässriger und Elektrolyten eingesetzt werden können.“

Ein weiterer Meilenstein war die Entwicklung eines nachhaltigen Syntheseverfahrens. Yücesan: „Zum ersten Mal wurde eine Festphasensynthese von COFs entwickelt, die komplett ohne Lösungsmittel auskommt. Diese Methode ermöglicht eine kostengünstige und skalierbare Produktion im Kilogramm- bis Tonnenmaßstab, was sie im Vergleich zu anderen mikroporösen Materialien wirtschaftlicher macht.“

Eine Herausforderung für die Forschenden lag darin, dass die Verbindungen nicht gut kristallisierten, beziehungsweise amorph sind. Die Vernetzung nachzuweisen, gelang mit der Methode der kernmagnetischen Resonanz. Dazu Prof. Dr. Schmedt auf der Günne: „Wenn wir nicht die gemeinsamen Zustände benachbarter Phosphoratomkerne hätten nutzen können, wäre die Vernetzungsstruktur der Substanz im Dunkeln geblieben und die Eigenschaften unverstanden.“

Die Polyphosphonate dieser Art haben ein hohes Anwendungspotenzial. Das klimaschädliche Treibhausgas Kohlendioxid wird durch deren Netzwerke gebunden Durch eine leichte Druckänderung kann es wieder freigesetzt werden. „Solche Substanzen werden für die Abgasreinigung und zur Vermeidung von Treibhausgasemissionen benötigt“, stellen die Studienautoren fest.
(Text: Arne Claussen, HHU)

Originalpublikation: https://www.nature.com/articles/s41467-024-51950-1