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Mit Mitteln der ExzellenzstrategieAustausch über „Super-Lupen“
2. Oktober 2025, von Christina Krätzig
Foto: UHH/Kornowski
Ein höchstauflösendes Elektronenmikroskop zeigt die Elementverteilung in einem Nanoteilchen: Bleiselenid, hier in grün, und Cadmiumselenid in lila.
Mit fünf eigenen Elektronenmikroskopen ist die Universität Hamburg ein bedeutender Standort für diese Großgeräte. Wie man sie für möglichst viele Forschende nutzbar macht – und warum die Geräte aus der heutigen Forschung nicht mehr wegzudenken sind, erklärt die Chemikerin Dr. Charlotte Ruhmlieb.
Frau Ruhmlieb, Sie leiten den Bereich Elektronenmikroskopie im Fachbereich Chemie. Welche Rolle spielen diese Geräte in der Forschung an der Uni Hamburg?
Wir sind in der sehr besonderen Situation, gleich fünf dieser Geräte zu besitzen – andere Unis würden sich über eines freuen. Denn die Geräte kosten schnell mehrere Millionen Euro und brauchen einen absolut erschütterungsfreien, strahlungsisolierten Raum ohne Temperaturschwankungen, und der ist ebenfalls teuer.
Dass wir diese Geräte haben, verdanken wir dem früheren Sprecher des Exzellenzclusters CUI, Prof. Dr. Horst Weller. Er hat die Forschung an Nanostrukturen, für die man die Geräte nutzt, an der Universität Hamburg etabliert. Sie steht bis heute im Mittelpunkt des Clusters, das ja die Eigenschaften der Materie auf molekularer und atomarer Ebene erforscht. Wobei wir die Geräte für ganz unterschiedliche Fragestellungen einsetzen, beispielsweises auch aus dem Exzellenzcluster Understanding Written Artefacts oder den Erdsystemwissenschaften.
Was für Fragestellungen waren das?
Für die Erdsystemwissenschaften haben wir tatsächlich einen Dinosaurierknochen untersucht. Anhand der Jahresringe in den Knochen konnten wir das Alters des Langhalssauriers bestimmen. Und für die UWA-Forschenden haben wir die Querschnittsansicht eines historischen Pergaments erstellt. Wir wollten die Struktur des Materials sichtbar machen und haben dabei sogar mikroskopisch kleine Pilze entdeckt, die neue Informationen über die Geschichte des Artefakts geliefert haben.
Warum braucht man für solche Untersuchungen Elektronenmikroskope? Was können diese, was andere Mikroskope nicht können?
Sie können so stark vergrößern, dass einzelne Atome sichtbar werden. Dazu nutzen sie anders als andere Mikroskope nicht Licht, das durch optische Linsen gelenkt wird, sondern einen Strahl aus sehr schnellen, elektrisch geladenen Teilchen. Dieser Elektronenstrahl trifft auf das zu untersuchende Objekt. Dabei interagieren die Teilchen ganz unterschiedlich, werden beispielsweise gestreut oder aber durch das Material hindurch gelassen. Diese verschiedenen Wirkungen erzeugen unterschiedliche Signale, die aufgefangen und in ein Bild umgewandelt werden. Ein solches Bild offenbart Details, die für Lichtmikroskope unsichtbar bleiben.
Vor welchen Herausforderungen steht die Elektronenmikroskopie an der Universität Hamburg?
Mein Team und ich haben in den vergangenen Jahren daran gearbeitet, die Geräte für Forschende aus der gesamten Universität zugänglich zu machen – als Technologieplattform Elektronenmikroskopie. Wir schätzen inzwischen Fragestellungen von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen aus vielen Bereichen ein, weit über die Physik und Chemie hinaus. Für sie übernehmen wir die Arbeit an den Mikroskopen und helfen bei der Datenauswertung. Zudem beschäftigen wir uns fortlaufend damit, die Möglichkeiten der Geräte zu erweitern. Mittelfristig kommen unsere Geräte jedoch an das Ende ihrer Lebenszyklen. Wir müssen also neue anschaffen und einen neuen Standort in der Science City Hamburg Bahrenfeld für sie etablieren. Das sind riesige Vorhaben, für die viele Bereiche der Uni an einem Strang ziehen müssen.
Am vergangenen Wochenende hat die Universität Hamburg die Interessengemeinschaft elektronenmikroskopischer Einrichtungen (IGEME) zum Erfahrungsaustausch eingeladen. Warum ist das wichtig?
Viele Universitäten stehen vor ähnlichen Umbrüchen wie wir. Deswegen war es sehr wertvoll für uns, dass 35 Forschende von mehr als zwanzig Unis unserer Einladung gefolgt sind. Wir profitieren von den Learnings der anderen, wie diese von unseren. Darüber hinaus ist natürlich auch die Sichtbarkeit und Präsenz in der Community wichtig.
Die Tagung der Interessengemeinschaft elektronenmikroskopischer Einrichtungen (IGEME) wird ebenso wie der Aufbau der Technologieplattformen an der Universität Hamburg aus Mitteln der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert. Eine exzellente Forschungsinfrastruktur zu entwickeln, ist eines der fünf zentralen Ziele der Exzellenzuniversität Hamburg.
