Medizin aus dem Meer und Nanophysik: Ossietzky-Fellowship für exzellente Nachwuchswissenschaftler

Prof. Dr. Meinhard Simon, Vizepräsident für Forschung und Transfer (Mitte) überreichte die Förderurkunden an den Nanophysiker Dr. Jinhui Zhong (links) und die Meeresforscherin Dr. Teresa Catalá (rechts). Foto: Universität Oldenburg/Daniel Schmidt
Prof. Dr. Meinhard Simon, Vizepräsident für Forschung und Transfer (Mitte) überreichte die Förderurkunden an den Nanophysiker Dr. Jinhui Zhong (links) und die Meeresforscherin Dr. Teresa Catalá (rechts). Foto: Universität Oldenburg/Daniel Schmidt

Ossietzky-Fellowship für exzellente Nachwuchswissenschaftler

Oldenburg. Die Meeresforscherin Dr. Teresa Catalá und der Nanophysiker Dr. Jinhui Zhong erhalten für ihre Forschung jeweils ein “Carl von Ossietzky Young Researchers’ Fellowship” der Universität Oldenburg. Das Stipendium ermöglicht den jungen Wissenschaftlern, ihre akademische Karriere voranzutreiben und eigene Forschungsmittel einzuwerben, beispielsweise eine Nachwuchs-Förderung des Europäischen Forschungsrats (ERC).

“Mit unserem universitätseigenen Fellowship holen wir hochqualifizierte junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an unsere Universität und unterstützen sie aktiv beim Aufbau eigener Forschungsgruppen”, sagte Prof. Dr. Meinhard Simon, Vizepräsident für Forschung und Transfer der Universität, der die Förderurkunden überreichte.

Die Meereswissenschaftlerin Teresa Catalá beschäftigt sich mit einer Gruppe von Stoffen, die sich überall in den Ozeanen findet: dem gelösten organischen Material (DOM). Hunderttausende dieser Moleküle sind in jedem Liter Meerwasser enthalten. Doch Wissenschaftler wissen bisher wenig darüber, wie die einzelnen Moleküle aufgebaut sind und welche Rolle diese in globalen Stoffkreisläufen spielen.

Als Stipendiatin des Marie-Sklodowska-Curie-Programms der EU forscht Catalá bereits seit gut zwei Jahren in der Brückengruppe “Marine Geochemie” des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) und des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie von Prof. Dr. Thorsten Dittmar.

Der Schwerpunkt der Nachwuchswissenschaftlerin liegt dabei auf Naturstoffen aus dem Meer, der sogenannten blauen Biotechnologie: Sie untersucht, ob sich Bestandteile des gelösten organischen Materials aus dem Meerwasser für pharmazeutische Zwecke oder als Wirkstoffe für sogenannte kosmezeutische Produkte eignen, die neben einer kosmetischen auch eine heilende oder therapeutische Wirkung haben. “Die Moleküle des DOM sind sehr vielfältig und wir beginnen erst zu verstehen, welches biotechnologische Potenzial in diesen Stoffen steckt”, sagt Catalá.

In den vergangenen zwei Jahren hat die Forscherin bereits mit aufwändigen Methoden die molekulare Struktur des DOM genauer aufgeklärt. Zudem fand sie Hinweise darauf, dass bestimmte Stoffgruppen bioaktiv sind, also beispielsweise entzündungshemmend wirken oder vor Sonneneinstrahlung schützen.

In ihrem neuen Projekt “pharmaDOM” möchte die Wissenschaftlerin eine sogenannte Screening-Plattform aufbauen, um die Bioaktivität der DOM-Moleküle schnell und gezielt zu bestimmen. Ziel ist zunächst, Stoffe für kosmezeutische Zwecke oder Nahrungsergänzungsmittel zu identifizieren. Langfristig sollen jedoch medizinische Anwendungen im Mittelpunkt stehen.

Teresa Catalá habe bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt, sagt Arbeitsgruppenleiter Dittmar. Eine Bioscreening-Plattform zu entwickeln, sei der nächste logische Schritt und eine wichtige Voraussetzung dafür, einen wettbewerbsfähigen Forschungsantrag beim ERC zu stellen.

Der Physiker Jinhui Zhong forscht seit 2017 als Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung in der Arbeitsgruppe “Ultraschnelle Nanooptik” von Prof. Dr. Christoph Lienau am Institut für Physik. An der Schnittstelle von Optik und Halbleiterelektronik erprobt er unter anderem neue, zeitaufgelöste optische Mikroskopieverfahren, um die Bewegung von Ladungsträgern in Nanostrukturen sichtbar zu machen.

In seinem neuen Projekt wird sich der Nachwuchsforscher mit einer neuen Generation von optischen Transistoren, sogenannten Plasmon-Transistoren, beschäftigen. Solche Transistoren sind wesentliche Bestandteile künftiger optischer Computer, die größere Datenmengen in sehr viel kürzerer Zeit als herkömmliche, auf Silizium-Technologie basierende Computer verarbeiten könnten.

Plasmon-Transistoren oder andere Bestandteile eines optischen Computers zu entwickeln, stellt Wissenschaftler vor eine große Herausforderung: Die Wellenlänge von Photonen, also einzelnen Lichtteilchen, ist größer als die eines durch Licht angeregten Elektrons in einer Halbleiter-Nanostruktur, eines sogenannten Exzitons.

In einem Plasmon-Transistor müssen jedoch Licht und Exzitonen möglichst effizient gekoppelt sein. “Dies können wir erreichen, indem wir metallische Nanopartikel nutzen”, erläutert Zhong. Mit diesen Teilchen können die Forscher sogenannte Plasmonen erzeugen. Das sind gekoppelte Schwingungen aus Ladungs- und Lichtwellen, die sich an der Oberfläche der kleinen, metallischen Partikel ausbreiten.

Diese Plasmonen können viel stärker fokussiert werden, als es mit reinen Lichtwellen möglich wäre. Ziel der Forscher ist es, die Plasmon-Fokussierung auszunutzen, um die starke Wechselwirkung von Plasmonen und Exzitonen besser zu verstehen und zu optimieren.

“Jinhui Zhong ist weltweit einer der führenden Nachwuchswissenschaftler auf diesem sich rasant entwickelnden Gebiet”, sagt Arbeitsgruppenleiter Lienau. Das neue Projekt bildet seiner Meinung nach eine gute Grundlage, um wissenschaftliches Neuland zu betreten, und auch um einen erfolgreichen Antrag auf Förderung durch den ERC zu stellen.

Die Universität hat das Carl von Ossietzky Young Researchers’ Fellowship seit 2013 bislang an fünf herausragende Postdoktoranden verliehen.