Forschungsthemen der Abteilung

Die lebhaftesten Farben in der Natur entstehen durch photonische Strukturen, wie die helikale Anordnung von Cellulosefasern in den Früchten der Pollia condensata. Diese Beispiele aus der Natur inspirieren uns, die Verwendung von Cellulose-Nanomaterialien als nachhaltige Farbstoffe zu erforschen.

 

Strukturfarben kommen in der Natur in vielfältiger Form vor – von Einzellern über Pflanzen bis hin zu zahlreichen Tierarten. In unserer Forschung untersuchen wir, wie diese leuchtenden Farben durch natürliche Strukturen erzeugt werden. Unser Fokus liegt dabei auf Strukturfarben bei Bakterien, Meeresschnecken, Pflanzen, Früchten und Algen.

 

Chitin ist das zweithäufigste Polysaccharid und spielt eine wichtige Rolle bei der lebendigen Färbung von Käfern und der strukturellen Festigkeit von Schalentieren. Chitinnanokristalle, die aus Garnelenschalen oder Pilzen gewonnen werden, können sich selbst zu periodischen chiralen Strukturen zusammensetzen, die für die Herstellung innovativer bioinspirierter photonischer Materialien von Interesse sind.

 

Pflanzen, Tiere und Algen produzieren bemerkenswerte Klebstoffe. Wir untersuchen ihre Zusammensetzung und Struktur, um die Geheimnisse ihrer außergewöhnlichen Haftfähigkeit zu lüften und neue nachhaltige Klebstoffe zu entwickeln.

 

Wir untersuchen die Lichtstreuung in geordneten und ungeordneten Medien mit verschiedenen Modellierungs- und Simulationstechniken, um optische Reaktionen vorherzusagen. Darüber hinaus entwickeln wir optische Aufbauten zur experimentellen Charakterisierung komplexer Systeme.

 

Die Elektronenmikroskopie ist eine Schlüsseltechnologie für die Abbildung und Analyse von Materialien auf der Nanometerskala. Durch den Einsatz fortschrittlicher elektronenmikroskopischer Techniken konzentrieren wir uns auf die strukturelle Charakterisierung von strahlungsempfindlichen weichen und biologischen Materialien.

 

Hydroxypropylcellulose (HPC) ist ein vielseitiges Cellulosederivat, das für seine leuchtenden Farben in flüssigkristallinen Phasen und seine Reaktionsfähigkeit auf Stimuli bekannt ist. Unser Ziel ist es, die Selbstorganisation von HPC zu verstehen und dieses photonische System für praktische Anwendungen zu optimieren.

 

Blockcopolymere (BCPs) sind eine vielversprechende Materialklasse, die in der Herstellung photonischer Materialien weit verbreitet ist. Wir erforschen die Selbstorganisation von BCPs in Tröpfchen zur Herstellung photonischer Pigmente, Methoden zur Verbesserung der Selbstorganisation oder zur Erweiterung der Funktionalität sowie die Entwicklung biokompatibler und biologisch abbaubarer photonischer Systeme auf BCP-Basis.
 

Wir untersuchen die Biophysik von Membranen, indem wir riesige unilamellare Vesikel als vereinfachte Zellmodelle verwenden, ihre Eigenschaften charakterisieren und wichtige zelluläre Funktionen wiederherstellen, um das Verhalten und die Dynamik von Membranen zu verstehen.
 

Inspiriert von den photonischen Strukturen einiger Pflanzen arbeitet die Künstlerin Lidia Sigle mit Cellulose, um schillernde Strukturfarben zu erschaffen.