Neuer Sonderforschungsbereich MARIE

Einer von 14 neuen Sonderforschungsbereichen, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) zum Jahresbeginn einrichten wird, kommt an die Universität Duisburg-Essen (UDE). Rektor Prof. Dr. Ulrich Radtke: „Dies ist ein großartiger Erfolg im engen Schulterschluss mit der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) und ihrem Profilschwerpunkt Materials Chain.“

Wenn die Star Trek-Crew neue Planeten erkundet, ist der Tricorder unverzichtbar. Der kleine mobile Materialdetektor zeigt an, woraus ein unbekannter Gegenstand besteht oder eine Lebensform zu retten ist.

Dieses Science Fiction-Werkzeug könnte mit dem neuen SFB/Transregio MARIE („Mobile Material-Charakterisierung und -Ortung durch Elektromagnetische Abtastung“) bald Wirklichkeit werden. Die Vision ist, die Grundlagen für einen mobilen kompakten Materialdetektor mit integrierter Sub-Millimeterwellen-Elektronik zu erforschen.

SFB-Sprecher Prof. Dr. Thomas Kaiser: „Die heute üblichen Materialdetektoren sind meist sehr groß und unbeweglich. Wir möchten sie deutlich verkleinern, damit man mit ihnen auch kleine und schwer zugängliche Bereiche erkunden kann. Werden sie dann mobil eingesetzt, sind auch 3D-Materialkarten möglich.“ Dann können zum Beispiel rasch bewusstlose Personen in verrauchten, brennenden Gebäuden gefunden oder Roboter bei der häuslichen Pflege unterstützt werden.

Der hochsensible Mini-Detektor wird die Materialeigenschaften nahezu beliebiger Objekte bestimmen können, selbst wenn diese hinter einer Wand verborgen liegen. So können auch Menschen in kontaminierten Räumen oder schmorende Kabel innerhalb von Wänden aufgespürt werden. Das setzt voraus, dass der Detektor sehr hohe Frequenzen bis in den Terahertzbereich (eine Billion Zyklen pro Sekunde) abdecken muss, um eine solch komplexe Umgebung präzise orten und charakterisieren zu können.

Die bislang nur eingeschränkt nutzbare Terahertz (THz)-Technologie spielt im UA Ruhr-Profilschwerpunkt Materials Chain eine große Rolle. Denn die THz-Strahlung durchdringt viele Materialien wie Papier, Kunststoff oder organisches Gewebe, ohne sie zu zerstören oder zu verändern. Das macht sie für die Materialanalyse so interessant, z.B. um spezifische Stoffe zu identifizieren oder die Oberflächenbeschaffenheit zu untersuchen. Mit einem photonischen THz-Sensor lässt sich die dafür erforderliche Frequenzbandbreite erreichen.

Der neue SFB ist eine Gemeinschaftsinitiative der UA-Ruhr-Universitäten Duisburg-Essen (UDE) und Bochum (RUB). Federführend sind Prof. Dr. Thomas Kaiser (Sprecher), Leiter des UDE-Fachgebiets für Digitale Signalverarbeitung und Prof. Dr. Ilona Rolfes, Leiterin des RUB-Lehrstuhls für Hochfrequenzsysteme. Beteiligt sind auch Wissenschaftler der Universität Wuppertal, der TU Darmstadt sowie der Fraunhofer-Institute für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR/Wachtberg) sowie für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS/Duisburg).

Insgesamt richtet die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 14 neue Sonderforschungsbereiche (SFB) ein. Sie werden mit insgesamt 117,4 Millionen Euro gefördert. Sieben davon sind SFB/Transregio, die sich auf mehrere antragstellende Forschungsstandorte verteilen. Alle neuen Sonderforschungsbereiche werden ab dem 1. Januar 2017 für zunächst vier Jahre gefördert.

Universität Duisburg-Essen