Über die Autorin
Anna Tsedik studies Liberal Arts and Sciences at the University College Freiburg. She is keen on interdisciplinarity and combines her major in Environmental and Sustainability Sciences with studies across a range of disciplines from humanities and arts.
Neugierde wecken: Einblicke in das Unsichtbare
Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum Materialien bestimmte Eigenschaften haben? Oder haben Sie sich schon einmal gefragt, was auf einer Ebene vor sich geht, die normalerweise nicht sichtbar ist? Professorin Oana Cojocaru-Mirédin hat sich auf die “Atom Probe Tomography” spezialisiert, eine relativ neue Technik, die es uns ermöglicht, die atomare Zusammensetzung von Materialien und deren Aufbau zu verstehen. Sie ist besonders interessant wegen der Möglichkeiten, die sie für die künftige Manipulation von Materialien eröffnet. Die Technik enthüllt, was früher selbst unter den größten Mikroskopen unsichtbar war, und macht es möglich zu sehen, was auf der kleinsten bekannten Ebene – dem einzelnen Atom – geschieht. Dies trägt dazu bei, die Eigenschaften von Materialien zu erklären – wie sie aufgebaut sind und warum sie so funktionieren, wie sie es tun (z. B. warum Eisen hart ist und sich bei Hitze verbiegt). Es hilft auch zu verstehen, wie sie am besten verändert werden können, um den Anforderungen der technischen Innovation für eine nachhaltige Entwicklung gerecht zu werden. Herkömmliche Methoden zur Veränderung von Materialeigenschaften – Dinge auszuprobieren und zu sehen, was passiert – können viel Zeit in Anspruch nehmen und zufällige Ergebnisse liefern. Die Verbesserung der Effizienz von Batterien und Technologien für erneuerbare Energien ist jedoch zu einem dringenden Problem geworden, und die Zeit für “Versuch und Irrtum” wird immer knapper. Mit Hilfe der Technologie ist es möglich, dreidimensional zu sehen, was auf atomarer Ebene geschieht, und so mit neuer Präzision zu verstehen, warum ein Material die physikalischen Eigenschaften hat, die es hat. Oana gibt das folgende Beispiel: Eine zufällig hinzugefügte Verunreinigung zu einem Solarpanel verdoppelte dessen Wirkungsgrad um bis zu 20 %. Die Wissenschaftler*innen hinter dem Experiment, waren jedoch nicht in der Lage, genau herauszufinden, wie dies möglich war. Daher ging sie auf die Ebene der Atome hinunter, um Antworten zu finden. Die “Atom Probe Tomography” kann Antworten auf solche Fragen liefern und neue Designentscheidungen zur Verbesserung der Effizienz von Energiematerialien ermöglichen.
Die Geschichte von Oana ist natürlich etwas größer als ein Atom. Oana wurde in Rumänien geboren und absolvierte ihr Grund- und Hauptstudium in Frankreich. Anschließend promovierte sie in Physik. Die Experimentalphysik entsprach ihren Vorlieben: Zeit im Labor zu verbringen, mit Menschen in Kontakt zu kommen und gemeinsam Probleme zu lösen. Sie entschied sich für ein Labor, das sich auf die “Atom Probe Tomography” spezialisiert hatte, was ihr die Möglichkeit gab, von Wissenschaftler*innen mit großer Erfahrung auf diesem Gebiet und von den Erfindern dieser Technologie zu lernen. Als Postdoktorandin erhielt sie ein Stipendium, das es ihr ermöglichte, ein eigenes Forschungsteam am Max-Planck-Institut aufzubauen, um Solarzellen mit diesen Techniken zu untersuchen. Nach nur wenigen Jahren erfolgreicher Arbeit und Veröffentlichungen auf diesem Gebiet wurde sie von der RWTH Aachen eingeladen, ein Forschungsteam zu leiten, das an der Methode der “Atom Probe Characterization Method” arbeitete. Sie hatten die Technologie erworben, stießen nun aber auf Schwierigkeiten bei der Anwendung, so dass sie Oanas Fachwissen benötigten. Dort begann sie, sich mit einem völlig neuen Thema zu befassen: wie man die Bindungen zwischen Atomen mit Hilfe von Atomsonden untersuchen kann und wie man sie auf diese Weise effizienter manipulieren kann. Im Jahr 2022 wurde sie auf den Lehrstuhl für skalenübergreifende Materialcharakterisierung am Institut für Nachhaltige Systemtechnik der Universität Freiburg (INATECH) berufen. Hier spezialisiert sie sich auf die Untersuchung von Materialien auf atomarer Ebene und deren Neugestaltung, um sie nachhaltiger zu machen.
Genau wie ihr Studium von Materialien unter extremen Bedingungen (APT erfordert Vakuum, kryogene Temperaturen und die Einwirkung intensiver elektrischer Felder) ist auch Oanas Weg durch die Wissenschaft von Herausforderungen geprägt, die die meisten Menschen abgeschreckt hätten. Doch sie hat es nicht nur geschafft, sondern ist auch der Meinung, dass die Erfahrung, in verschiedenen Kulturen, Ländern und Sprachen zu arbeiten, sie zu einer besseren Wissenschaftlerin gemacht hat. Diese hat ihr geholfen, ihr eigenes Team aufzubauen und ein integratives Arbeitsumfeld zu schaffen. Sie fühlt sich wohl in internationalen Räumen, die sie als flexibler und als besonderen Antrieb für die Schaffung von Wissen und Innovation erlebt. In einem internationalen Umfeld werden die Grenzen und Vorurteile der eigenen Kultur deutlich, die (insbesondere in den Naturwissenschaften) oft unbemerkt bleiben, aber den Forschungserfolg beeinflussen können. Sich ihrer bewusst zu sein, erleichtert es, einen offenen Raum für erfinderische Arbeit zu schaffen und das gegenseitige Verständnis zu fördern – im wahrsten Sinne des Wortes. Oana spricht jeden Tag vier Sprachen – Rumänisch, Französisch, Deutsch und Englisch. Sie hat festgestellt, dass jede Sprache ihr auch hilft, die Dinge aus verschiedenen Perspektiven zu sehen. Für die Teamarbeit wählt sie Englisch, weil es allen Teammitgliedern die Möglichkeit gibt, sich einzubringen und eine direkte, manchmal sogar offene Kommunikation zu ermöglichen. Dies ist besonders wichtig in einem Umfeld mit komplexen Fachbegriffen, unterschiedlichen Kulturen und Mehrsprachigkeit, wo Klarheit und Einfachheit des Ausdrucks für eine effiziente Zusammenarbeit unerlässlich sind. Natürlich muss Oana als Professorin in Deutschland ihre Forschungen und Methoden auf Deutsch unterrichten, aber nachdem sie sich die Fachbegriffe auf Französisch angeeignet hat, fällt ihr das gar nicht mehr so schwer.
Sich über Grenzen und Sprachen hinweg zu bewegen, ist für Oana nicht nur eine persönliche Herausforderung, sondern trägt ihrer Meinung nach auch zum Fortschritt des Wissens bei. Sie ist der Meinung, dass Wissen nicht nur aus Informationen besteht, die es heute im Überfluss gibt, sondern aus dem, was man erhält, wenn man die Informationen durch seine eigene Brille filtert. Unser Verständnis der Welt, das sich von dem anderer Menschen unterscheiden kann, ist in den Filtern oder dem, was Oana unser „eigenes Feingefühl“ nennt, abgespeichert. Sie erklärt: „Wir haben verschiedene Arten, die Dinge zu sehen und zu verstehen. Wenn man sie zusammenfügt, erhält man ein umfassenderes Bild, ein vollständigeres Wissen über die Herausforderungen und Möglichkeiten.“ So kann ein interkulturelles Umfeld durch die Synergie verschiedener Perspektiven zu einem Katalysator für die Entwicklung neuer Technologien werden. Das macht dieses Umfeld so wertvoll, insbesondere für Forschende. Darüber hinaus betont Oana, dass es für die Schaffung von Wissen auch wichtig ist, bescheiden zu sein und „viel Geduld bei der Verarbeitung der Informationen” zu haben.“
In ihrer wissenschaftlichen Laufbahn war sie mit weiteren Herausforderungen konfrontiert. Oana wuchs in einem Umfeld auf, in dem sie keinen Zweifel daran hatte, dass Frauen die gleichen Karrierechancen haben wie Männer. Oana ist der Meinung, dass es bei der Arbeit um Selbstentfaltung geht und dass einem alle Karrieremöglichkeiten offen stehen sollten, unabhängig vom Geschlecht. Aber ganz allgemein hat sie festgestellt, dass sie seit dem Abschluss ihrer Promotion und ihrem Aufstieg immer weniger weibliche Kollegen getroffen hat. Es handelt sich um eine sehr männerdominierte Kultur, in der es viel vergifteten Wettstreit und Rivalität gibt. Oana erzählte, dass sie sich regelmäßig damit auseinandersetzen muss, dass sie sich aber immer wieder Räume der Zusammenarbeit und für freundlichen Wettbewerb schafft. Es hilft ihr auch, darüber zu sprechen, wie man das verbessern kann, und mit Menschen zu arbeiten, die ihre Arbeit unterstützen.
Am Ende unseres Gesprächs zeigte mir Oana die Kollektion von Batteriegeräten, die sie gesammelt hat, um sie den Studierenden zu zeigen. Sie fördert die Neugier im Lernprozess und möchte eine kindliche Begeisterung dafür, wie die Dinge funktionieren und warum sie so funktionieren, reaktivieren. Oana ist davon überzeugt, dass Neugierde und Interesse der Schlüssel zu erfolgreicher Forschung sind. Sie schaffen eine Atmosphäre der Offenheit und inspirieren zur Innovation. Ihr eigener Weg zeigt, wie man sich neuen Techniken und Umgebungen jenseits der eigenen Komfortzone aussetzen kann, um neue Erkenntnisse und überzeugende Ergebnisse zu erzielen. Das deckt sich auch mit ihrem Rat, immer das zu tun, was einen interessiert, egal was passiert: „Verschließen Sie sich nicht wegen anderer oder weil Sie nicht wie andere sind. Folgen Sie Ihren Träumen.“
