WISSENSCHAFT AKTUELL

Zur Kooperation der Potsdamer Universität mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen - heute:

ZWISCHEN MOLEKÜLEN UND FESTKÖRPERN

Das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Alltag in der Abteilung Kolloidchemie am Max-Planck-Institut in Teltow: Dr. Stephan Förster und Ines Balorbeim Experiment. Mit diesem Aufbau können Spezialpolymere für die Stabilisierung von Metall- und Halbleiterkolloiden hergestellt werden. Foto: Tribukeit

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Eines der Markenzeichen der Potsdamer Universität ist ihre enge Zusammenarbeit mit außeruniversitären Forschungs­einrichtungen, die sich in Potsdam und seinem unmittelbaren Umland sehr zahl­reich angesiedelt haben. Für diese Ko­operation, die über an anderen Standor­ten üblichen Verknüpfungen weit hinaus­geht, wurden verschiedenartige Formen entwickelt: so z. B. gemeinsame Berufun­gen von Professoren, die Durchführung gemeinsamer Studiengänge und der Auf­bau Interdisziplinärer Zentren. Auch lau­fen die Vorbereitungen für die Errichtung eines gemeinsamen Campus’ der Potsda­mer Naturwissenschaften mit Instituten der Max-Planck-Gesellschaft und der Haunhofer- Gesellschaft in Golm derzeit auf Hochtouren. Mit diesem Artikel über das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung wird in der PUTZ eine Reihe fortgeführt, in der nach und nach die Einrichtungen vorgestellt wer­den sollen, die vor allem auf naturwissen­schaftlichem Gebiet mit der Universität Potsdam kooperieren.

Am 12. Dezember 1995 wurden an der Uni­versität Potsdam die drei Direktoren des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenz­flächenforschung zu Honorarprofessoren ernannt: Prof. Dr. Reinhard Lipowski, Direk­tor der Abteilung Theorie, Prof. Dr. Markus Antonietti, Direktor der Abteilung Kolloid­chemie, und Prof. Dr. Helmuth Möhwald, Direktor der Abteilung Grenzflächen, Dabei bedeutet „Honorarprofessor" für sie mehr als nur ein Ehrentitel, verknüpft mit seltenen Vorlesungen. Vielmehr werden sie regelmä­ßig ihr jeweiliges Fachgebiet für die Studen­ten lesen.

Das Institut selbst wurde 1992 gegründet und baute auf Instituten der Akademie der Wissenschaften auf, die zuvor positiv evalu­iert worden waren. Eine Abteilung Kolloid- physik soll zusätzlich noch neu eingerich­tet werden, allerdings erst, wenn das ge­samte Institut nach Golm umzieht. Denn derzeit befindet sich die Abteilung Grenz­flächen noch in Adlershof, während die beiden anderen Institutsteile in Tbltow-See- hof angesiedelt sind. Für den Neubau in Golm sind bereits zwei Grundstücke ge­kauft, Baubeginn soll im kommenden Früh­jahr sein.

Finanziert wird die Max-Planck-Gesell­schaft in erster Linie durch öffentliche Zu­schüsse, die teils vom Bund, teils von den Ländern aufgebracht werden, - da an ihren Instituten hauptsächlich Grundlagenfor­

schung betrieben wird, ist eine Eigenfinan­zierung durch Auftragsforschung auch nicht möglich. Das bedeutet aber nicht, daß hier nur Wissenschaft um der Wissenschaft willen betrieben wird. Gerade am Beispiel des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung zeigt sich, daß oft Grundlagenforschung tatsächlich die Grundlage für anwendungsorienterte For­schung und Entwicklung bildet. Kolloide Systeme sind nämlich z. B für die Farben-, Foto- und Kunststoffindustrie und in der Pharmazie von Bedeutung. Derzeit arbeiten an dem Max-Planck-Institut etwa 25 Diplo­manden und Doktoranden.

Kolloide - der „vierte Aggregatzustand" der Materie

Der Begriff Kolloid leitet sich von Kolla, dem griechischen Wort für Leim, ab. Man ver­steht darunter ein heterogenes System sehr kleiner,, mit bloßem Auge nicht erkennbarer Partikel, die in einem flüssigen, festen oder gasförmigen System verteilt sind. Die Grö­ße dieser Partikel liegt zwischen 1 nm - 500 nm (lnm = 1 Nanometer ist der millionste Tfeil eines Millimeters). Zum Vergleich: Vi­ren sind zwischen 10 nm - 300 nm groß. Die besonderen Eigenschaften von Kollo­iden rühren daher, daß sie größer als einzel­ne Moleküle - die maximal einige Nanome­ter groß sind -, aber kleiner als Festkörper sind, von denen man ab Größen von minde­

stens 500 Nanometern spncht. Bei Partikeln dieser Größe ist das Verhältnis zwischen Oberfläche und Volumen besonders groß, die Partikel „bestehen“ sozusagen aus be­sonders viel Oberfläche, im Gegensatz zu Festkörpern, wo die Oberfläche kaum ins Gewicht fällt. Da an Oberflächen die Eigen­schaften anders sind als im Innern, verhal­ten sich Kolloide auch anders als Festkör­per, sie sind „oberflächen-geprägt“.

Ein klassisches Beispiel sind Kolloide aus Gold, also kleinste Goldpartikel beispiels­weise in einer Flüssigkeit. Man kann sie herstellen, indem man die Lösung eines Goldsalzes in heiße Zitonensäure tropft. Die Ionen werden zu Metall reduziert, aber an­statt goldgelb sind sie tief weinrot. Jedoch nicht nur die Farbe, auch weitere Eigen­schaften wie Schmelztemperatur oder Leit­fähigkeit sind in Kolloiden anders als im Festkörper. Man bezeichnet den kolloidalen Zustand deswegen auch manchmal als „vierten Aggregatzustand“.

Die elektronischen und optischen Eigen­schaften der Kolloide sind nicht nur anders als im Festkörper, sie hängen auch in genau definierter Weise von der Rartikelgröße ab. Beispielsweise ist die Bandlücke, der Energieabstand zwischen den Elektronen im Valenzband und denen im Leitungs­band, nicht nur vom Stoff, sondern auch von der Größe des Kolloids abhängig und kann quasi durchgestimmt werden. Angewendet

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