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Annual Report

2015


Man merkt nie, was getan wurde. Man sieht immer nur, was noch getan werden muss. (Marie Curie) Wir verlieren die Zukunft nie aus den Augen, nutzen diesen Jahresbericht aber vor allem, um unsere Aktivitäten und Erfolge im Jahr 2015 zu dokumentieren. Im Kapitel ‚Interaktive Materialien‘ stellen wir unsere Forschungsprogramme und besonders spannende Forschungsergebnisse aus 2015 vor. Wir berichten über unsere zahlreichen Aktivitäten, Veranstaltungen und die Berichterstattung rund um die Forschung (Kapitel ‚Aktivitäten‘). Viele unserer Aktivitäten geschehen in enger Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen. Wir stellen unser DWI-Team vor und die verschiedenen Gremien, die unsere Forschung begleiten und ermöglichen. Wir geben einen Überblick über unsere Ausstattung und unsere Finanzen (Kapitel ‚Menschen‘ und ‚Daten und Fakten‘). One never notices what has been done; one can only see what remains to be done. (Marie Curie) We never forget about the research and tasks that remain to be done. However, with this annual report, we review a successful year 2015. We introduce our research programs and research highlights in the chapter ‘Interactive Materials’. We illustrate our manifold activities, our conferences and media coverage (Chapter ‘Activities’). Many of these activities involve a close collaboration with RWTH Aachen University. We introduce our DWI team and the boards that provide advice and facilitate our research; we inform about our equipment and our budget (Chapter ‘People’ and ‘Facts & Figures’).


Inhalt – Content Vorwort – Preface

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Daten & Fakten – FactS & Figures Gremien – Boards Umsatz – Finances Zentrum für chemische Polymertechnologie Ausstattung – Equipment Neuanschaffungen – New Equipment Förderverein – Association of Friends

7 8 10 12 14 16 17

Menschen – People Mitarbeiter – Staff Auszeichnungen – Awards  Gastwissenschaftler – Visiting Scientists Garg-Stiftung – Garg Foundation

19 20 23 23 23

Interaktive Materialien – Interactive Materials Forschungsprogramme – Research Programs Forschungshighlights – Research Highlights Projekte 2015 – Projects 2015

25 25 31 44

AKtivitäten - Activities Veranstaltungen – Events Gastreferenten – Guest Lecturers Vorlesungen – Lectures Abschlussarbeiten – Theses Vorträge – Talks Poster – Posters Publikationen – Publications Patente – Patents Presseinfos – Press releases

49 50 52 54 55 62 67 68 76 77

Bildnachweise – Picture Credits Impressum – Imprint

91 92


Vorwort – Preface Liebe Mitglieder, Freunde und Kooperationspartner des DWIs, mit diesem Bericht lassen wir das Jahr 2015 Revue passieren und blicken gleichzeitig in die Zukunft. Leibniz-Institute unterliegen einer kontinuierlichen Qualitätssicherung und im Herbst 2016 steht – nach unserer Aufnahme in die Leibniz-Gemeinschaft in 2014 – ein erster Audit an. Dieser Audit wird durch unseren Wissenschaftlichen Beirat durchgeführt und ist ein wichtiger Schritt in Richtung der nächsten ‚großen‘ Evaluierung durch den Leibniz-Senat in 2019. Wie genau das DWI dann inhaltlich aufgestellt sein wird, hängt in hohem Maße auch vom Ausgang der Berufungsverfahren für zwei neue Mitglieder der Wissenschaftlichen Leitung ab. Diese beiden Positionen werden gemeinsam mit der RWTH besetzt und das erste der beiden Berufungsverfahren läuft derzeit. Wir erwarten das Ergebnis mit freudiger Spannung.

Äußerst glücklich sind wir über die Erfolge des derzeitigen Teams. Nachdem Dr. Laura De Laporte Ende 2014 mit einem ERC Starting Grant ausgezeichnet wurde, kann sich nun auch Dr. Andreas Walther über einen solchen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats freuen. Andreas Walther forscht an intelligenten Nanostrukturen und wird in seinem ERC-Projekt die zeitliche Kontrolle über Materialstruk­ turen näher betrachten. Dazu kommen ganz aktuell zwei ERC Advanced Grants für Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling und Prof. Dr. Martin Möller. Matthias Wessling wird in seinem Projekt den Stofftransport in den Grenzschichten von Membranen erforschen und optimieren. Im Projekt von Martin Möller geht es um Gelbasierte Motoren für einen zukünftigen Einsatz in der Biomedizin. Dieser Jahresbericht soll natürlich in erster Linie die Leistungen der letzten Monate herausstellen und wir möch-

ten Ihnen insbesondere das Kapitel ‚Interactive Materials‘ mit einigen spannenden Forschungshighlights ab Seite 31 ans Herz legen. Hier erfahren Sie mehr über die Verkapselung von Enzymen, ein Perlmutt-Imitat als neues Hochleistungsmaterial, über die raffinierten Projekte unserer Membran­experten und was es mit dem Zeta-Potential 2.0 auf sich hat. Forschen und Fördern – das Erste geht nicht ohne das Zweite und wir laden Sie herzlich ein, Mitglied in unserem Förder­ verein Deutsches Wollforschungs­ institut Aachen zu werden (S. 17). Der Förderverein unterstützt die Forschung des DWIs gerade bei solchen Themen, die in den großen Ausschreibungen für Forschungsgelder nicht angeschnitten werden, die aber für das DWI und sein Netzwerk von großem Interesse sind, beispielsweise Projekte im Bereich der Haarkosmetikforschung. Wir wünschen Ihnen eine anregende Lektüre!


Vorwort - Preface

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Dear Friends, Members and Collaborators of DWI, With this annual report we will review the past year, but also take a glimpse into the future. All Leibniz institutes undergo regular evaluation and quality assurance. In autumn 2016, we will be audited by our scientific advisory board. This is an important step towards the evaluation by the Leibniz Senate in 2019. The research questions we will be working on in 2019 strongly depend on the appointments of two new members of the scientific board. Both positions will be appointed together with RWTH Aachen University and the search procedure for the first appointment is in process. We are curious about the outcome The current DWI team has recently been very successful: In 2014 and 2015 respectively, Dr. Laura De Laporte and Dr. Andreas Walther, two DWI junior research group leaders, each received an ERC Starting Grant. Dr. Andreas Walther (Starting Grant 2015) conducts research on intelligent nanostructures. In his ERC project, Dr. Walther investigates the possibility of temporal control over material structures. Most recently both Prof. Dr. Martin Möller and Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling were awarded with a prestigious ERC Advanced Grant. Martin Möller will apply this grant to develop gel-based micro-engines for future applications in biomedicine, whereas Matthias Wessling plans to analyze and optimize mass transport at membrane-fluid interfaces.

„One ERC Starting Grant and two ERc Advanced GRants – The last few Months were very successful.“ PROF. DR. MARTIN MÖLLER , SCIENTIFIC DIRECTOR

Of course, this annual report highlights successful research projects in 2015 and we would like to encourage you to delve into the project reports (page 31). This chapter deals with enzyme encapsulation, a high performance nacre-mimetic material, sophisticated membrane research and you will also learn about the Zeta potential 2.0. Research and funding – these two terms form some kind of a unit and we invite you to join our Association of Friends (page 17). The association provides valuable support for research at DWI and allows us to pursue projects that are important for the DWI and its network, but that are not addressed by calls for conventional thirdparty funding, such as hair research. We wish you a good reading of this report!

Image from left to right: Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling, Dr. Andreas Walther, Prof. Dr. Martin Möller, Dr.-Ing. Laura De Laporte, Prof. Dr. Andrij Pich, Dr. Alexander Kühne, Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg


Daten & Fakten - Facts & Figures

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Daten & Fakten – FactS & Figures 9,18 Mio. Euro standen den 169 DWIMitarbeitern 2015 zur Verfügung, davon knapp 4 Mio. Euro aus Dritt­ mitteln. Aus dem Geld werden, neben Verwaltung und Infrastruktur, in erster Linie die Forschungsakti­ vitäten finanziert – an immerhin 40 Forschungsprojekten arbeiteten die Wissenschaftler in 2015. Begleitet wird das DWI dabei von seinem Wissenschaftlichen Beirat, dem Kuratorium und zwei Fachbeiräten, die auf den kommenden Seiten vorgestellt werden. Wer, wie das DWI, im internationalen Wettbewerb um beachtenswerte For­ schungsergebnisse mithalten möchte, benötigt eine Ausstattung auf dem aktuellen Stand der Technik. Das DWI investiert regelmäßig in neue Geräte. In 2015 freuten sich die Wissenschaftler über den Ausbau des Zell-Labors und die Anschaffung eines Nanoscribe 3D Laser-Lithographie-Systems (Seite 16). Im Mittelpunkt der Analytik-Aktivitäten innerhalb des DWIs steht das CPT (Zentrum für Chemische Polymer­tech­­nologie, Seite 12), eine wissenschaftsorientierte Analytik- und Serviceeinheit. Einerseits nutzen DWI-Wissenschaftler das CPT instituts­intern, andererseits steht es Unternehmen und anderen Forschungseinrichtungen zur Verfügung steht. In 2015/16 wurde die Struktur des CPTs optimiert, das nun von einer Doppelspitze bestehend aus Dr. Ioanna Giouroudi und Dr. Jens Köhler geleitet wird.

In 2015 warben DWI-Wissenschaftler ca.

4 Mio. Euro an Drittmitteln ein.

The annual turnover for 2015 amounted to 9.18 Mio Euro, including 4 Mio. Euro third-party funds. Besides financing infrastructure and administration, this money was of course used to fund the research activities of the institute – the DWI scientists worked on 40 different research projects in 2015. When planning such research activities, DWI consults its scientific advisory board, the board of trustees and two expert advisory boards. These boards are introduced on the following pages. In order to be able to compete on an international level, a research institute needs to have state-of-the-art equipment. DWI regularly invests in new devices. In 2015 we expanded the cell culture laboratory and bought a Nanoscribe 3D laser lithography system (page 16). The Center for Chemical Polymer Technology (CPT, page 12) is the center of all analytic activities at DWI. Both DWI scientists and companies or other research institutes can use the analytical expertise and service of the CPT. In 2015/16, we optimized the structure of the CPT, which is now jointly run by Dr. Ioanna Giouroudi and Dr. Jens Köhler.


// Kuratorium – Board of Trustees

// Fachbeirat Textil – Expert Advisory Board „Textiles“

Dr. M. H. Wappelhorst, Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen (Vorsitzender) Prof. Dr. K.-P. Wittern, ehem. Beiersdorf AG (stellvertr. Vorsitzender) Dr. S. Dreher, BASF SE Dr. T. Förster, Henkel AG & Co. KGaA Dr.-Ing. Joachim P. Kloock, Bundesministerium für Bildung und Forschung Prof. Dr. W. Richtering, RWTH Aachen University Prof. Dr.-Ing. E. Schmachtenberg, RWTH Aachen University

// Wissenschaftlicher Beirat – Scientific Advisory Board

Dr. P. Barreleiro, WeylChem Wiesbaden GmbH F. Baur, Baur Vliesstoffe GmbH Dr. W. Best (Vorsitzender) Dr. C. Callhoff, Mehler Texnologies GmbH Dr. R. Casaretto, Forschung-Umwelt-Farbe (stellvertretender Vorsitzender) B. Christensen, Südwolle GmbH & Co. KG M. Chu, Novetex H.-J. Cleven, Longlife Teppichboden Dr. A. De Boos, Australian Wool Innovation Pty Ltd C. Deutmeyer, IBENA Technische Textilien GmbH A. Diebenbusch, Südwolle GmbH & Co. KG Dr. G. Duschek, Rudolf GmbH Dr. S. Eiden, Bayer Technology Services GmbH J. Fabris, Thüringer Wollgarnspinnerei GmbH & Co. KG S. Franke, Woolmark International Pty Ltd. K. Gravert, Stucken Melchers GmbH & Co. KG Prof. Dr.-Ing. T. Gries, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen Dr. Matthijs Groenewolt, BASF Coatings GmbH

Dr. W. Best (Vorsitzender) Prof. Dr. C. Cherif, TU Dresden Prof. Dr. C.J. Kirkpatrick, Johannes GutenbergUniversität Mainz Prof. Dr. S. Koltzenburg, BASF SE Prof. Dr. E. Kumacheva, University of Toronto/CAN Prof. Dr. K. Matyjaszewski, Carnegie Mellon­University/USA Prof. Dr. K.-H. Maurer, AB Enzymes GmbH Dr. G. Oenbrink, Evonik Industries AG Dr. J. Omeis, Altana AG Prof. Dr. D.N. Reinhoudt, University of Twente Organigramm – Organization CHart Prof. Dr. G. Sadowski, TU Dortmund Wissenschaftlicher Beirat Kuratorium Mitgliederversammlung Prof. Dr. H.-W. Schmidt, UniverScienfic Advisory Board Board of Trustees General Assembly sität Bayreuth (stellvertr. Vorsitzender) Prof. Dr. J.P. Spatz, MPI für Stabsteam Intelligente Systeme Wissenschaftsmanagement, Vorstand & Geschäftsführung Prof. Dr. D. Wedlich, Karlsruher Öffentlichkeitsarbeit Managing Board Institut für Technologie Science Management, PR

Wissenschaftliche Leitung Scientific Board

Forschungsprogramme // Research Programs Synthiofluidics Aqua Materials Macromolecular Films and Interfaces Transport, Reaction & Exchange Systems Biointerface & Biohybrid Systems

Verwaltung & Zentrale Dienste Administration & General Services


Dr. H. Harwardt, B. Laufenberg GmbH H.G. Hebecker Prof. Dr. L. Heinrich, marcotech oHG Prof. Dr. A.S. Herrmann, Faserinstitut Bremen e.V. Dr. I. Heschel, Matricel GmbH Dr. R. Hildebrand, Huntsman Textile Effects H. Hlawatschek, Filzfabrik Fulda GmbH & Co. KG Dr. M. Hoffmann, Hemoteq AG D. Hohlberg, Zwickauer Kammgarn GmbH M. Hüser, Heimbach Specialities AG Dr. H.-J. Imminger, BWF Tec GmbH & Co. KG Dr. K. Jansen, Forschungskuratorium Textil e.V. Dr. A. Job, Saltigo GmbH W. Kirsch, Coats Opti Germany GmbH S. Kolmschot, Tanatex Chemicals B.V. A. Körner, Zwickauer Kammgarn GmbH Dr. M. Kunz, Heraeus Precious Metals GmbH & Co KG, Hanau Dr. D. Kuppert, Evonik Industries AG Dr. H. Lange, Oxea GmbH Dr. G. Langstein, Covestro AG Dr. U. Lauk, Huntsman Basel Dr. T. Merten, VEDAG GmbH Dr. T. Michaelis, Covestro AG S. Müller, RICHTER Färberei und Ausrüstungs-GmbH P. Oude Lenferink, Ir., TANATEX Chemicals B.V. M. Pöhlig, IVGT Dr. W. Ritter, Dr. W. Ritter Chemieberatung W. Roggenstein, Kelheim Fibres GmbH Dr. R. Rulkens, DSM Dr. M. Schelhaas, LANXESS Deutschland GmbH S. Schmidt, IVGT Dr. E. Schröder, Institut für Bodensysteme an der RWTH Aachen e.V. G. Sperling, Verband der Deutschen Heimtextilien-Industrie Dr. W. Uedelhoven, WIWeb Dr. K. Wagemann, DECHEMA Dr. R. Wagner, Momentive Performance Materials GmbH Dr. F. Wesarg, Faserinstitut Bremen e.V. Dr. J. Wirsching, Freudenberg Home and Cleaning Solutions GmbH

Daten & Fakten - Facts & Figures

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// Fachbeirat Haarkosmetik – Expert Advisory Board „Hair Cosmetics“ Dr. C. Arnold, Procter & Gamble Service GmbH Dr. Steven Breakspear, Kao Corporation Dr. S. Dörr, Covestro AG Dr. W. Eisfeld, BASF Personal Care and Nutrition GmbH (stellvertretender Vorsitzender) Dr. B. Fröhling, BASF SE Dr. H.-M. Haake, BASF Personal Care and Nutrition GmbH Dr. S. Herrwerth, Evonik Goldschmidt GmbH Dr. P. Hössel, BASF SE Dr. Murat Kadir, Lubrizol Advanced Materials, Inc. Dr. G. Knübel, Henkel AG & Co. KGaA Dr. P. Kudla, Momentive Performance Materials Dr. Gerhard Langstein, Covestro AG Dr. F. Leroy, L‘Oreal S.A. Dr. K. Meinert, Procter & Gamble Service GmbH Dr. L. Neumann, L‘Oreal Deutschland GmbH Dr. B. Nöcker, Kao Germany GmbH (Vorsitzender) Prof. Dr. C. Popescu, Kao Germany GmbH Dr. I. Riemann, Procter & Gamble Service GmbH Dr. P. Rodrigues, Covestro AG M. Ruffing, Lubrizol Deutschland GmbH Dr. R. Rulkens, DSM Dr. C.-U. Schmidt, Procter & Gamble Service GmbH Dr. E. Schulze zur Wiesche, Henkel AG & Co. KGaA Dr. A. Schwan-Jonczyk Dr. G. Sendelbach, micro-tc GmbH Dr. I. Silberzan, L’Oréal S.A. Dr. S. Viala, Covestro AG Dr. R. Wagner, Momentive Performance Materials Dr. C. Wood, BASF SE Ehrenmitglieder – Honorary Members Prof. Dr. G. Blankenburg Dr. D. Hollenberg Prof. Dr. G. Lang Dr. H. Schmidt-Lewerkühne


// DATEN & FAKTEN – Facts & Figures

Umsatz – Finances „Verglichen mit 2014 ist das dwi nun kompetitiv stärker in der Grundlagenforschung und im europäischen Kontext, wo besondere DrittmittelERfolge sichtbar sind.“ T.D. Thanh Nguyen, Kaufmännische Direktorin

1.400.000 € 1.200.000 € 1.000.000 € 800.000 € 600.000 € 400.000 € 200.000 € 0€

Zur Grundfinanzierung des Kernhaushalts erhielt das Institut für das Haushaltsjahr 2015 eine gemeinsame institutionelle Förderung von Bund und Ländern in Höhe von 5,18 Mio. EUR. Insgesamt konnten 3,98 Mio. EUR im Drittmittelbereich eingeworben werden. 3,32 Mio. EUR entstammen aus öffentlich geförderten Projekten der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF), des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und weiteren Bundesministerien (Bund), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), der Europäischen Union (EU), dem EU-Ziel2-Programm des Landes NRW (Land), dem Leibniz-Wettbewerb und Stiftungen. Über Kooperation mit der Industrie wurden weitere 663 T EUR an Drittmitteln eingenommen. Zum Stichtag 31.12.2015 verzeichnet die Statistik 169 Mitarbeiter im Institut, 93 Wissenschaftler, davon 61 Doktoranden, zudem 29 wissenschaftliche und studentische Hilfskräfte. Der Anteil der weiblichen Mitarbeiter lag bei 49% aller Beschäftigten.

Drittmitteleinwerbungen 2015 nach Mittelgebern Acquisition of Third-Party Funds according to sourcES

2014

2015


Daten & Fakten - Facts & Figures

Personal (gezählt zum 31. Dezember 2015) staff (counted on December 31, 2015)

Verwaltung, zentrale Dienste / Administration and general services

Laboranten, Techniker / Technicians Wiss. und stud. Hilfskräfte / Students and student research assistants

Wissenschaftler / Scientists

17

32

30

29

61 Doktoranden / PhD students

For the fiscal year 2015, DWI received an institutional basic allocation of 5.18 million € from the state and the federal states. A total of 3.98 million € third-party funds were raised. Out of these, 3.32 million € originated from public projects supported by the AiF, the Federal Ministry of Education and Research, the European Union as well as by the “EU-Ziel2” program of the State of North Rhine-Westphalia, the Leibniz Competition and foundations. Collaborations with industry resulted in another 663 T€ of third-party funds.

On December 31, 2015, DWI had 169 employees, of which 93 are scientists (including 61 PhD students) and 29 research assistants and student research assistants, respectively. 49 % of the DWI employees are female.

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// DATEn & FAKTEN – Facts & Figures

Zentrum Für chemische Polymertechnologie Das Zentrum für Chemische Polymertechnologie (CPT) bietet grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung für alle Phasen Ihrer Projektidee. Durch unsere interne Forschung und Entwicklung können wir einzigartige Leistungen in der Materialentwicklung, der Polymeranalyse, der Oberflächenanalyse, der Textilprüfung, der Haarkosmetikanalyse und der biotechnologischen Analytik anbieten. Mit unserer langjährigen Expertise in der Herstellung, Charakterisierung und Prüfung von polymeren Werkstoffen und Systemen liefern wir unseren Partner Ergebnisse von höchster Qualität.

„Wir arbeiten eng mit Ihnen zusammen, um Ihre anspruchsvollen Forschungsaufgaben zu lösen.“ Dr. Ioanna Giouroudi, Dr. Jens Köhler, Leitung CPT

Qualifiziertes Personal Wir arbeiten eng mit Ihnen zusammen, um Ihre anspruchsvollen Forschungsaufgaben zu lösen. Im gesamten Prozess stehen wir Ihnen als Partner zur Verfügung. Wir teilen unsere Erfahrung und wenden unsere innerbetrieblich entwickelten und international anerkannten Methoden an, um die passendste Analysemethodik aufzubauen und um sicherzustellen, dass Sie die Ergebnisse richtig interpre­ tieren können. Zusammen werden wir einen erfolgreichen und kostengünstigen Weg einschlagen, der Ihre Forschung voranbringt. Berichterstattung Wir bieten Ihnen Qualitätsberichte an, die eine ausführliche Beschreibung der durchgeführten Experimente sowie eine sorgfältige Interpretation der ermittelten Ergebnisse enthalten. Modernste Ausstattung Das CPT bietet Analytik-Dienstleistungen und die Charakterisierung von polymeren Werkstoffen an. Unser interdisziplinäres Team von engagierten, erfahrenen Wissenschaftlern nutzt hierfür unsere moderne Infrastruktur und Ausstattung. Wie wir arbeiten Je nach Rahmenbedingungen und persönlichen Vorlieben können Sie mit uns auf verschiedene Weise zusammenarbeiten: Innerhalb eines gemeinschaftlichen Forschungsprojekts, auf Vertragsbasis oder mit einzelnen Analytikaufträgen. Vertraulichkeitsvereinbarungen bearbeiten wir umgehend. Holen Sie sich gerne ein Angebot von uns ein. Sie erreichen uns per E-Mail (cpt@dwi.rwth-aachen.de) oder Telefon (+49 241 80 23350). Senden Sie uns auch gerne eine Probe für die gewünschte Analyse zu.


The Center for Chemical Polymer Technology - CPT can provide fundamental and applied research and development throughout your concept or project. Our internal R&D allows us to provide unique services in material development, polymer analysis, surface analysis, textile testing, hair cosmetic analysis and biotechnological analysis. With years of expertise in fabrication, characterization and testing of polymeric materials and systems our analytical lab furnishes our partners with highest quality results. PhD-level Personnel We work closely with you in order to solve your most demanding research challenges. We act as your partner throughout the process; we share our unique experience and apply our in-house developed and internationally recognized methods to assist in building the most appropriate test methodology and ensure you understand the final results. Together we will find a successful and cost-effective way for you to bring your research to the next level. Results & Reporting We provide quality reports containing a detailed description of the conducted work as well as a meticulous interpretation of the obtained results when requested. State-of-the-Art Equipment CPT provides testing services and analytical characterization of polymeric materials with state-of-the-art instrumentation operated by a multidisciplinary team of dedicated and experienced scientists. Next Steps You can partner with us in a number of ways depending on your individual requirements: via a collaborative research program, on a contract basis, or via a perorder fee. Confidentiality requirements are promptly processed. Request a quote. Email us (cpt@dwi.rwth-aachen.de) or call us at +49 241 80 233 50 Send us a sample for your analytical test.

Daten & Fakten - Facts & Figures

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// DATEn & FAKTEN – Facts & Figures

Ausstattung – equipment // Molecular Analytics _Chromatography 2-Dimensional GPC/HPLC (water) DAD-ELS detector Analytical HPLC system with DAD-ELS detector Asymmetric flow field flow fractionation (AF4) RI, UV, MALLS detector (water) Gel Permeation Chromatography RI, Viscosity, UV detector (DMF) Gel Permeation Chromatography RI, UV, TALLS detector (THF) Gel Permeation Chromatography RI-ELS detector (Chloroform) Gel Permeation Chromatography RI, UV, MALLS detector (water) High-temperature Gel Permeation Chromatography IR, Viscosity detector for polyethylene and polypropylene samples Preparative Gel Permeation Chromatography RI detector (THF, DMF) Preparative protein chromatography AKTApilot and micro-chromatography AKTAmicro Semi-Preparative HPLC RI-ELS detector (JASCO) incl. Fraction Collector _Mass spectrometry GC-MS, gas chromatography with mass spectrometry coupling, head-space device, and several detectors (ECD, FID, NPD) Electrospray-Quadrupol-Time of Flight Tandem Mass Spectrometry (ESI-Q-ToF-MS/MS) Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight- Tandem Mass Spectrometry (MALDI-ToF-MS/MS) Nano-LC equipment for ESI-Q-ToF-MS MS and spotting robot for MALDI-ToF-MS _Spectroscopy NMR: 700 MHz spectrometer for liquid, solid-state NMR spectroscopy and imaging; Minispec mq20 NMR spectrometer AAS, atomic absorption spectroscopy AES-ICP, atomic emission spectroscopy with inductively coupled plasma UV-Vis spectroscopy Luminescence spectroscopy (fluorescence, phosphorescence)


Daten & Fakten - Facts & Figures

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// Morphology / Superstructures

// Hair Cosmetical and Textile Analysis

Confocal laser Raman microscopy Confocal laser scanning microscopy Cryo-cutting device for EM sample preparation FESEM, field emission scanning electron microscopy with cryo option (Hitachi S-4800) Ion milling System for EM sample preparation Light-, projection-, UV-, fluorescence-, polarization-, scanning photometer microscopy/microspectrophotometry UHR FESEM/EDX; ultra high resolution FESEM (Hitachi SU9000) SEM/EDX, environmental scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray analysis Sputter coater (Leica EM ACE600) for EM sample preparation TEM/EELS, transmission electron microscopy with electron energy-loss spectroscopy and cryo option Thermooptical Analysis-Pol-Microscope X-Ray diffraction system

Ageing phenomena Amino acid analysis Analysis of fiber blend Colorimetry and gloss measurement Curl retention (e.g. perm waving, hair straightener) Dimensional analysis of fibres Distribution of dyestuffs or cosmetic ingredients in hair cross-sections Fastness properties of textiles (e.g. washing, perspiration, light) Handle tests (bending, stiffness, smoothness, softness, volume) of hair tresses and textiles Irradiation tests – evaluation of the photooxidation of keratin fibres or the effectiveness of light stabilizers Microscopic damage assessment of hair knots Moisture management, diffusion coefficients Stress/strain measurements of single fibres, yarns, fabrics Water, alcohol, and oil repellency Wear behavior of textiles (e.g. abrasion, pilling, felting, wrinkling) Wet and dry compatibility

// Surface Analysis Contact angle measurements Ellipsometry IR, infrared spectroscopy, with different recording techniques (ATR, PAS), „Anvil“-diamond cell, diffuse reflexion, grazing angle reflection measurements Profilometer Raman spectroscopy SFM, scanning force microscopy Streaming potential, particle sizer / zeta potential Tensiometry XPS, X-ray photoelectron spectroscopy

// Material properties Hybrid rheometer DMA, dynamic mechanic analysis DSC, differential scanning calorimetry ITC, isothermal titration calorimetry Moisture Sorption Analyzer IGAsorp Tensile tester TGA, thermogravimetric analysis Thermooptical analysis Stability analyser LUMiFuge Viscosimeter

// Miscellaneous Bioreactors (16 L, 42 L und 80 L) Biosafety Laboratory Level 2 containment Cell culture laboratory: cytotoxicity, haemocompatibility, seeding and cultivation experiments Clean room Ehrfeld modular microreactor system for chemical reaction in very small volumes under controlled conditions Ion conductivity Suss MicroTec Substrate Bonder incl. Nano-ImprintLithography


// DATEn & FAKTEN – Facts & Figures

New Equipment: Nanoscribe Photonic Professional GT High speed micro- and nanoprinting is a highly interesting approach for the fabrication of cell culture scaffolds, the generation of photonic crystals, the production of anisometric nanoparticles or for direct printing of nanosized channels for fluidic devices. In order to strengthen our infrastructure for microscale-resolution rapid proto­typing and 3D printing, we recently acquired a Nanoscribe 3D laser lithography system ‘Photonic Professional GT’. This 3D printing device offers the highest resolution

Structures and objects 3D-printed using the Nanoscribe 3D laser lithography system ‘Photonic Professional GT’.

commercially available, with dimensions of only a few tens of nanometers in width. Using NanoScribe, DWI scientists can create arbitrarily shaped and complex polymer structures with finest feature sizes. The system works by means of two-photon polymerization of various UV-curable photoresists with printing areas in the centimeter range. It combines two writing modes in one device: an ultra-precise piezo mode for arbitrary 3D trajectories and the highspeed galvo mode for fast structuring in a layer-by-layer fashion.


Daten & Fakten - Facts & Figures

// DATEn & FAKTEN – Facts & Figures

Förderverein – Association of Friends Der Förderverein Deutsches Wollforschungsinstitut Aachen e. V. besteht aus einem Kreis engagierter Firmen, Verbände und Privatpersonen, die eine wertvolle Unterstützung für die DWIForschung leisten. Sie ermög­lichen es uns auch, wissenschaftliche Fragestellungen zu bearbeiten, die in den oft themengebundenen Ausschreibungen für Forschungsgelder keine Rolle spielen. Der Verein fördert darüber hinaus Studierende der RWTH und Forscherpersönlichkeiten, die ihre wissenschaftliche Ausbildung um Forschungsarbeiten am DWI ergänzen möchten. Als Mitglied des DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. hat der Förderverein direkten Einfluss auf wichtige Entscheidungen im DWI und kann die Zukunft des Instituts aktiv mitgestalten. Mitglieder des Fördervereins erfahren Neuigkeiten aus erster Hand: Neben den DWI-Jahresberichten und den regelmäßig erscheinenden Newslettern erhalten die Mitglieder bei der jährlichen Mitgliederversammlung einen besonderen Einblick in die wissenschaftlichen Aktivitäten des Instituts. Die Vereinsmitglieder kommen außerdem jährlich bei der Veranstaltung ‚Wissenschaft & Kunst‘ zusammen, in der aktuelle Themen aus Wissenschaft oder Wissenschaftspolitik auf künstlerische Genüsse treffen. In 2015 ermöglichte der Förderverein den Start eines neuen Projektes im Bereich Haarforschung und unterstützte das DWI bei der Durchführung der hochkarätig besetzten Kármán-

Fördern... Forschen! Die 80 Mitglieder des Fördervereins unterstützen die Forschung des DWIs.

Konferenz, aus der neue Kooperationen und Ideen für gemeinsame Projekte hervorgegangen sind (siehe Seite 51). Wenn Sie sich für eine Mitgliedschaft im Förderverein interessieren, kontaktieren Sie uns gerne unter contact@dwi.rwth-aachen.de.

The Association of Friends of Deutsches Wollforschungsinstitut Aachen e. V. is a group of dedicated companies, organizations and private persons, which provides valuable support for science and research at DWI. In addition, the association supports students from RWTH Aachen University and talented young scientists who would like to supplement their education with scientific experience at DWI. Being a member of the DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien e.V. (DWI – Leibniz Institute for Interactive Materials), the association of friends actively helps to shape the future of the institute. Members of the association learn about latest DWI activities at first hand: They receive the DWI annual reports and regular newsletters. Furthermore, the annual assembly of members provides insight into latest scientific activities of DWI. In addition, members of the Association of Friends meet during the annual event ‚Science & Art‘. In 2015, the association financed a new project in the field of hair research and supported the Kármán Conference (see page 51), which lead to new collaborations and new joint projects with partners in Germany and abroad. If you are interested in joining the Association of Friends, please contact us via contact@dwi.rwth-aachen.de.

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Menschen - People

Menschen – people Interacting Materials, Interacting People – Die DWI-Forschung basiert auf der Zusammenarbeit von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen aus verschiedenen Disziplinen. Polymerchemiker, Biotechnologen, Verfahrenstechniker und Physiker forschen im DWI gemeinsam an Schlüsselfragen zur Entwicklung neuer aktiver und interaktiver Materialeigen­ schaften. Nachwuchswissenschaftler arbeiten dabei zusammen mit erfahrenen Wissenschaftlern und sie alle sind eingebunden in ein Netzwerk wissenschaftlicher Kooperationen mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Wer einen Rundgang durch das Institutsgebäude macht, dem begegnen verschiedenste Sprachen und Nationen. Die Mitarbeiter des DWIs kommen aus etwa 20 verschiedenen Ländern und mehr als ein Drittel der Doktoranden ist internationaler Herkunft. Ein Teil dieser jungen Wissenschaftler wird von der Garg-Stiftung unterstützt. Die Stiftung verleiht Stipendien vorwiegend an ausländische Studenten und Doktoranden sowie Gastwissenschaftler. Gleich sieben Nach­wuchswissenschaftler wurden in 2015 mit einem Garg-Stipendium ausgezeichnet (Seite 23). Interacting materials, interacting people – DWI’s research is based on a close collaboration of scientists from different fields of research. Polymer chemists, biotechnologists, chemical engineers and physicists research on key challenges concerning the development of new active and interactive materials. Junior scientists work together with experienced scientists and all of them are part of a network of scientific collaborations both with national / international research institutes and industry. If you go through our building, you will hear a multitude of different languages and meet people from many different countries. The employees of DWI origin from 20 different countries and more than one third of the PhD students is inter­national. Some of these young scientists were awarded a scholarship by the Garg Foundation. It supports predominantly international students and PhD students as well as guest scientists. In 2015, seven (PhD) students received a scholarship (page 23).

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// Leitung – Management

Am 31.12.2015

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Mitarbeiter

in 2015

Prof. Dr. Martin Möller, Wissenschaftlicher Direktor Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling, Stellv. Wissenschaftlicher Direktor T.D. Thanh Nguyen, Kfm. Direktorin Prof. Dr. Andrij Pich Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg

// Nachwuchsgruppen – Junior Research Groups Dr.-Ing. Laura De Laporte Dr. Alexander Kühne Dr. Andreas Walther

// Gastwissenschaftler – Guest Scientists Prof. Dr. Olga Vinogradova Prof. Dr. Igor Potemkin

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Abschlussarbeiten Bachelor-, Master-, Diplomarbeiten und Promotionen

in 2015

 7 Stipendiaten in der Garg-Stiftung

// Wissenschaftliche Mitarbeiter – Scientific Staff Dr. Pompilia Buzatu Dr. Pascal Buskens Dr. Chae II Soek Yashoda Chandorkar Prof. Dr. Wim de Jeu (freelance) Prof. Dr. Dan Eugen Demco Dr. Barbara Dittrich PD Dr. Marlies Fabry Dr. Helene Freichels Dr. Elisabeth Heine Prof. Dr. Hartwig Höcker (freelance) Dr. Felix Jakob Dr. Robert Kaufmann Dr. Helmut Keul Dr. Jens Köhler Dr. Andrea Körner Dr. Juliana Kurniadi Prof. Dr. Rudolf Lütticken (freelance) Dr. Rémi Arthur Merindol Dr. Ahmed Mourran Dr. Akihiro Nishiguchi Dr. Wojciech Ogieglo Dr. Karin Peter Dr. Khosrow Rahimi Dr. Tobias Rudolph Dr. Karola Schäfer


Menschen - People

Dr. Smriti Singh Dr. Helga Thomas Dr. Walter Tillmann PD Dr. Larisa Tsarkova Dr. Rostislav Vinokur Dr. Xiaomin Zhu // Zentrale Dienste – General Services

// Auszubildende – Trainees

André Ampen Regina Barhainski Eunice De Matos Anna Engelmann Doris Fuge Hans Rainer Hamacher Dr. Janine Hillmer Angela Huschens Melanie Jahns Regina Krause Lydia Moosche Silke Scharfenberger Gabriele Schrymecker Christine Sevenich Ewgeni Stab Wilfried Steffens Corinna Steimel

Lynn Meyer Peter Pey Salim Benjamaa Olga Manova Patrick Pees Vanessa Falter Fabian Wolter Marcella Blees Corinna Storck

// Nichtwissenschaftliche Mitarbeiter – Non-scientific Staff Marion Arndt-Schaffrath Michaela Baulig Sven Buschmann Marion Connolly Petra Esser Claudia Formen Sonja Gabbert Rita Gartzen Silvia Gesthuysen Klaus-Rainer Haas Jennifer Hildebrandt Karen Hupfer-Kempkes Nadine Jansen Renate Jansen Angelika Kaiser Marco Krause Alexandra Kopp Sabrina Mallmann Birgit Mohr

Hubert Mohr Sheila Moli Markus Nobis Patrizia Pazdzior Anja Pelzer Claudia Pörschke Markus Reichelt Joachim Roes Franz-Josef Steffens Maria Wiedenroth Beatrice Vo-Van

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// Doktoranden – PhD Students Alejandro Benitez Lizardo Dennis Berg Christian Bergs Delphine Blondel Busca Guerzoni Arturo Castro Nava Sibel Ciftici Debra Cortes-Gomez Sarah Dedisch Suzana Djeljadini Andrey Dolgopolov Muharrem Düzdemir Dennis Go Andrea Götz Robin Heedfeld Laura Heinen Krisztian Herman Thomas Heuser Anita Hohn Daniel Hönders Veit Houben Shohana Subrin Islam Alexander Jans Kapiti (Mehmeti) Gent Laura Keller Stefanie Kluge Sebastian Kühl Christopher Jan Licht Jonas Lölsberg Tobias Lülf Nina Lülsdorf Daniel Mann Roi Oskari Mäkiniemi Richard Meurer Annabel Mikosch Stefan Mommer Catalina Novoa Abdolrahman Omidinia Anarkoli Thorsten Palmer Korcan Percin Tatjana Repenko Marina Richter Alexandra Rommerskirchen Jonas Rose Hannah Roth Kristin Rübsam Andrey Rudov

Artem Rumyantsev Sjören Schweizerhof Anja Stenbock-Fermor Ann-Kathrin Steppert Michael Swaton-Höckels Thomas Tigges Rahul Tiwari Marcel van Dongen Lina Weber Volkan Yavuz Hang Zhang Baolei Zhu Iason Zografou Thomas Zosel

// Studierende – Students Oliver Antons Lisa Awater Sebastian Beckers Sarah Boesveld Karin Brendel Tatjana Buchmann Leyla Anna Buchholz Maria Camara Torres Arne Cinar Julia Dörner Sven Dörner Felix Garg Marcel Gausmann Tekin Genctürk Heidi Höck Natkritta Hüppe Ivo Robert Kühnrich Sebastian Löscher Andreas Mertens Jeffrey Momoh Mieke Möller George Ochola Ogutu Sinan Panitz Maik Tepper Urandelger Thuvshindorj Pieter van der Scheer Patrick Wefing A. Welkner-Hoffmann Stephan Rütten


Menschen - People

Auszeichnungen – Awards Dr. Alexander Kühne: Aufnahme in das Junge Kolleg der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste Baolei Zhu: Posterpreis, 4. Internationales Symposium für Polymerwissenschaften, Riva Del Garva,|IT Anita Hohn: Posterpreis, 11. ThGOT – Thementage Grenz- und Oberflächentechnik, Zeulenrhoda Alexandra Rommerskrichen, Best Oral Presentation Award, Euromembrane 2016

Gastwissenschaftler – Visiting Scientists Dr. Cristina Gherasim, Humboldt-Stipendiatin, Universitatea Alexandru Ioan Cuza /RU (5/2015-5/2017) Dr. Tayebeh Mirzaei Garakani, Humboldt-Stipendiatin /IR Daniel Weiss, Universität Bayreuth (1/2015) Dr. Gergő Gyulai, Eötvös Loránd University, Budapest /HU (1/2015 - 3/2015) Lan Zhou, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou /CN (6/2015 - 10/2015)

garg stiftunG/Foundation Die Garg-Stiftung wurde von Dr. Om Prakash Garg 1994 zu Ehren seiner Eltern Basant Kumari Devi und Chakkanlal Garg und seines Doktorvaters Professor Dr. Helmut Zahn gegründet. Die Stiftung verleiht Stipendien (vorwiegend) an ausländische Studenten und Doktoranden sowie Gastwissenschaftler. Bisher wurde mit Hilfe eines Garg-Stipendiums 93 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ein Forschungsaufenthalt am DWI ermöglicht. Im Jahr 2015 wurden sieben Stipendiaten mit Stiftungsmitteln unterstützt. Die Summe der Einlagen der Garg-Stiftung betrug zum 31. Dezember 2015 806.304 € zuzüglich einer Immobilie, auf die der Stifter den Nießbrauch hat. The Garg Foundation was established in 1994 by Dr. Om Prakash Garg in honor of his parents Basant Kumari Devi and Chakkanlal Garg and his supervisor Professor Dr. Helmut Zahn. The foundation awards scholarships to (mainly) foreign diploma and PhD students as well as guest scientists. Up to now, 93 young researchers were supported by the Garg Foundation, seven of them in 2015. As at December 31, 2015, the total assets of the Garg Foundation amounted to 806.304 € in addition to a real property the beneficial interests of which belong to the donor. Guido Creusen, RWTH Aachen University Tessa Borloo, Ghent University, Ghent, Belgien Qingxin Zhao, RWTH Aachen University Louay Alsamman, RWTH Aachen University Francisco Lossada, Venezuela Tsolmon Narangerel, Mongolian University of Science and Technology, Mongolia Marcel van Dongen, Niederlande

ĵĵ More: www.dwi.rwth-aachen.de/gargstiftung

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Interaktive Materialien - Interactive Materials

Interactive Materials Das 1952 mit Arbeitsschwerpunkten auf der Keratinforschung und Proteinchemie gegründete Institut richtet sich heute auf die Entwicklung von Materialien mit aktiven und adaptiven Eigenschaften. In der Reihe von strukturellen über funktionale zu intelligenten Materialien bildet die Fähigkeit zur aktiven Anpassung und Interaktivität eine zentrale Herausforderung der modernen Materialforschung. Hierzu kooperieren im DWI Wissenschaftler aus den Fachbereichen Polymerwissenschaften, Biotechnologie und der chemischen Verfahrenstechnik. Grundlage der im DWI betriebenen Entwicklungen sind molekulare Materialien, deren Struktur und Dynamik nach dem Vorbild der Natur durch komplexe Interaktionen über gestaffelte Längenskalen gesteuert ist. Um über die passive Funktionalität heutiger Materialien hinauszukommen, zielen die Arbeiten im DWI auf schaltbare Materialeigenschaften und Struktur­ gedächtniseffekte sowie die Integration von Energiekonversionssystemen und die Entwicklung interner Rückkopplungsmechanismen ab. Weiterführend ist die Integration der aktiven Materialfunktion in neue Systementwicklungen. Anwendungsfelder betreffen die Oberflächenveredlung, die Biomedizinische Technik, die Biotechnologie und eine nachhaltige chemische Verfahrenstechnik. Die Forschung des DWI ist gruppenübergreifend in fünf Forschungsprogrammen organisiert.

// Forschungsprogramm 1 Synthiofluidics – Mikrophasen- und mikrofluidisch kontrollierte Synthesen und Prozesse Im Forschungsprogramm Synthiofluidics werden Synthesen und Prozesse entwickelt, um neuartige Materialien und Systeme mit gezielt einstellbaren Eigenschaften zu erzeugen. Dazu werden Verfahren verfolgt, die auf den inneren Transport und Flussprozesse einwirken und auf Mikrophasen-Prozessen wie der reaktionskontrollierten Phasensegregation und der Synerese beruhen. Zur Steuerung der äußeren Fluss- und Transportprozesse werden mikrofluidische Verfahren angewendet. Durch die Kombination dieser beiden Ansätze lassen sich Dispersionen und Emulsionen für die Erzeugung kleiner Teilchen, Hohlkörper und Mikrogele erzeugen. Ein Schwerpunkt liegt hier in der Stabilisierung und der Kontrolle der Dispersionen durch die Reaktionsführung und maßgeschneiderte grenzflächenaktive Substanzen. Die Einbindung enzymatischer Umsetzungen ist bei der Synthese in Emulsionen als Reaktionsraum von besonderem Stellenwert. Mikrofluidische Verfahrenstechniken werden gezielt weiterentwickelt, um insbesondere den Zugang zu (i) sehr großen und einheitlichen Teilchen, (ii) zu sehr kleinen Kern-Schale-Teilchen und (iii) zu komplex aufgebauten anisotropen Mehrkomponententeilchen zu ermöglichen.

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// Forschungsprogramm 2 Aqua Materials – Wasserhaltige und aus wässriger Lösung gebildete Materialien, Chemie in wässrigen Systemen Mit dem Begriff „Aqua Materials“ bezeichnen wir wasserhaltige und aus Wasser gebildete Materialien. Anders als das methodisch ausgerichtete Forschungsprogramm Synthiofludics, richtet sich Aqua Materials primär auf Eigenschaften und Funktionen, chemische Funktionalisierbarkeit und statische sowie dynamische Selbstorganisation aus, alles als Grundstock zur Bildung funktionaler Materialien. Im ersten Teil dieses Forschungsprogramms befassen wir uns mit der Entwicklung eines Chemiebaukastens, um einzelne Bausteine wie Präpolymere, proteinische Komponenten und funktionale Nanoteilchen in wässriger Lösung oder bei der Abscheidung aus wässriger Lösung miteinander verbinden zu können. Im zweiten Teil dieses Forschungsprogramms konzentrieren wir uns darauf, durch die entwickelten chemischen Transformationen selbst, sowie über Fluid-Engineering an Grenz-/Oberflächen und insbesondere Selbstorganisation in Wasser komplexe hierarchisch strukturierte Systeme und funktionale Materialien zu entwickeln. // Forschungsprogramm 3 Macromolecular Films and Interfaces – Die Funktionalität weicher Grenzflächen Molekulare Filme, einzelne synthetische aber auch biologische Makromoleküle und Fluide passen sich in ihrer Struktur an Grenzflächen an bzw. werden in ihrer Strukturbildung durch eine Grenzfläche gesteuert oder auch frustriert. Daraus ergeben sich beson-

dere Effekte hinsichtlich der molekularen Selbstorganisation (Stratifizierung, erhöhte oder erniedrigte Schmelzpunkte, molekulare Spreitung, laterale Segregation). Kleine Veränderungen (Temperatur, pH, photochemische Reaktionen, Lösemittelaufnahme, elektrische oder magnetische Felder) und die kontrollierte Nutzung metastabiler Zustände ermöglichen eine Schaltbarkeit und adaptive Anpassung der Strukturen. Vor diesem Hintergrund richtet sich das Forschungsprogramm Macromolecular Films and Interfaces auf die Steuerung und Adaptivität der Strukturbildung von makromolekularen Filmen und als Schnittstelle für die kontrollierte Interaktion mit Fluiden, Zellen sowie polymeren und biologischen Bausteinen. Dabei kommen nicht nur Festkörper-Materialoberflächen, sondern auch Oberflächen von Flüssigkeitstropfen in einer Emulsion oder Flüssig-Gas-Grenzflächen in Schäumen, die wiederum als Templat zur Anordnung funktionaler Bausteine genutzt werden, zum Einsatz. Indem Ober- oder Grenzfläche die Strukturbildung frustrieren, andere Zustände der Bausteine bedingen und weitreichende kolloidale Kräfte begründen, ergeben sich aus ihrer direkten Nachbarschaft weitere entropische und enthalpische Beiträge zur Selbstorganisation von Molekülen und Nanoobjekten in dünnen Filmen und Schichten. Im Fall der Anordnung von (biohybriden) Bausteinen aus wässrigen Medien gehören hierzu auch hydrophobe und ionische Wechselwirkungen. Da die Funktionalität und Interaktion eines Materials wesentlich über seine Kontaktfläche nach außen, also seine Oberfläche bestimmt wird, ergeben sich aus dem Vorhaben des Forschungsprogramms grundlegende Ansätze für die Vorhaben der anderen Forschungsprogramme.

// Forschungsprogramm 4 Transport, Reaction and Exchange Systems – Separations- und reaktionskontrollierende Systeme und Prozesse Langfristiges Ziel des Forschungsprogramms ist es, die simple Funktionalität heutiger technischer Membranen, die auf einer molekülgrößenbasierten Trennung basieren, zu erweitern. Durch die Integration funktioneller und bio-inspirierter molekulare Wechselwirkungen in einer ansonsten wechselwirkungsarmen, räumlich wohl-definierten Membranmatrix soll der schnelle und selektive Transport chemisch ähnlicher Moleküle erhöht werden. Zielführende Strategien sind z. B. die Beeinflussung des heutigen Membransyntheseprozesses, der auf dem Selbstorganisationsprinzip einer phasentrennenden makromolekularen Lösung beruht, oder z. B. neue Nanofabrikations- und Funktionalisierungsstrategien, die auf Kompositarchitekturen mit kontrollierten, natur-inspirierten Porositätsmorphologien und Oberflächenfunktionalitäten basieren. Dabei bietet der Einbau molekularer Funktionsträger in die Membranmatrix Zugang zu neuartigen molekularen Trennkonzepten, die dann nicht mehr lediglich auf Größenausschluss beruhen, sondern explizit wie in der Natur ionische und hydrophobe Wechselwirkungen einbeziehen. Sich derzeit sehr stark entwickelnde Anwendungsfelder der funktionellen Membranen sind die nachhaltige und sichere Wasserproduktion, energiearme Trennprozesse, Membranen in der Energieproduktion und -speicherung, sowie Membranen in bio-medizinischen Anwendungen. Die Natur lehrt uns das Konzept der Integration von molekular-selektivem Transport und bio-chemischer Konversion in kleinen Kompartimenten


als ein nachhaltiges Konzept einer sich selbst-replizierenden molekulare Maschinerie. Über die Zusammenarbeit im DWI bietet sich hier die Gelegenheit, Forschung zu verrichten, ob und inwieweit solche protozellähnlichen Kleinkompartimente sinnvolle Anwendungen finden können. Diese Kleinkompartimente zeichnen sich aus durch die Isolierung des Innenraums durch eine Membran vom Außenraum, selektiven Stofftransport über die Membran und bio-chemische Konversion im Innenraum. // Forschungsprogramm 5 Biointerface and Biohybrid Systems – Biohybride Systeme und Kontrolle biologischer Reaktionen im Material­ kontakt Zentrale Punkte dieses Forschungsprogramms sind zwei Grundgedanken: 1. Durch die Einbindung biologischer Bausteine wie Enzyme, Membranund Signalproteine in synthetische Konstrukte kann die hochspezifische Funktionalität dieser Komponenten wie katalytische Aktivität, selektive Transporteigenschaften sowie molekulare Erkennung und Schaltbarkeit für synthetische Materialien genutzt werden. Biotechnologische und enzymatische Synthesen ermöglichen es zunehmend, auch modifizierte Biomakromoleküle bereitzustellen. Diese Funktionsbausteine können in kleinen Anteilen mit synthetischen Polymeren verknüpft und für eine bestimmte Materialanwendung optimiert und weiterentwickelt werden. Damit kann das Primat der Natur auf hochpräzise Strukturen für die Entwicklung aktiver Materialien erschlossen werden. 2. Beim Kontakt von Proteinen, lebenden Zellen und Mikroorganismen mit Materialoberflächen werden sowohl unspezifische als auch hochspezifische

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// Interactive Materials Research at DWI focuses on the development of materials with active and adaptive properties, after being founded in 1952 with an original emphasis on keratin research and protein chemistry. The capability for active adaptation and interactivity is one of the most profound challenges of today‘s materials research and will ultimately lead to the evolution of structural via functional to intelligent materials. At DWI scientists with backgrounds in polymer sciences, biotechnology and chemical engineering closely collaborate on mastering this challenge. The research approach at DWI is based on integrating molecular components, whose structure and dynamics are orchestrated by complex interactions on various length scales, into macroscopic materials, devices and in the end systems. For exceeding the passive functionalities of existing materials, DWI researches on switchable material properties, the application of memory effects, the integration of energy conversion systems, as well as on internal feedback mechanisms. Beyond materials aspects the DWI team aims at an integration of active characteristics into interacting material systems. The fields of application are diverse, dealing with surface finishing, biomedical technology, biotechnology and sustainable chemical engineering. Five research programs cover DWI’s main areas of interest. // Research Program 1 Synthiofluidics – Microphase- and microfluidic-controlled syntheses and processes The research program Synthiofluidics deals with the development of syntheses and processes to generate novel materials and systems with finely tunable properties. To achieve this, processes are applied, which rely on inner transport and flow, for example reaction controlled phase segregation and syneresis. To control the outer flow- and transport processes microfluidic techniques are applied. By combining both approaches, dispersions and emulsions can be generated to produce small and hollow particles as well as microgels. One focus lies on the stabilization and the control over dispersions through reaction engineering and tailor-made surface active substances. Incorporation of enzymatic conversion processes inside emulsion reaction containers is of special significance. Microfluidic processes will be specifically engineered to allow access to (i) very large and uniform particles, (ii) very small core-shell particles and (iii) complex anisotropic multicomponent particles. // Research Program 2 Aqua Materials – Water-containing materials formed from aqueous solution, chemistry in aqueous systems As ‘Aqua Materials’ we define water-containing and water-born materials. In contrast to the methodically-oriented research program Synthiofluidics, the research program Aqua Materials is focused on properties and functions, chemical functionalization and static and dynamic self-assembly as a method for design of functional materials.


Reaktionen ausgelöst. Beispiele sind die Denaturierung, die Blutkoagulation aber auch die Zelladhäsion, die Beeinflussung der Zellmotilität und die Biofilmbildung. Über die nano- und mikrostrukturierte Ausrüstung von Materialoberflächen mit biologischen Komponenten werden Ansätze verfolgt, über die Biokompatibilität hinaus spezifische biologische Antworten auf solchen biomimetischen Oberflächen zu erzeugen. // Zentrum für Chemische Polymertechnologie Das Zentrum für Chemische Polymertechnology (CPT) ist eine im Jahr 2012 eingerichtete wissenschaftsorientierte Analytik- und Serviceeinheit innerhalb des DWI, die über hochentwickelte analytische und verfahrenstechnische Einrichtungen verfügt. Das CPT entwickelt Methoden und neue Techniken von der molekularen bis zur Materialebene und unterstützt die Bearbeitung der Forschungsprojekte in den folgenden Bereichen: Bei Analysen von Struktur und Eigenschaften von Polymeren, komplexen Dispersionen, Polymerlösungen und deren Blends, bei biotechnologischen und makromolekularen Prozessen ebenso wie bei der Charakterisierung von synthetischen und natürlichen Fasern inklusive Wolle und Haaren. Neben der Unterstützung der DWI-Wissenschaftler, fungiert das CPT auch als Dienstleister für andere Forschungseinrichtungen und Firmen und bietet massgeschneiderte Lösungen für wissenschaftliche und analytische Fragestellungen an.

ĵĵ Mehr: www.dwi.rwth-aachen.de/de/

In the first area of this program we focus on the development of a chemical toolbox by synthesis of building blocks like prepolymers, proteins and functional nanoparticles that can be conjugated in a controlled way in aqueous solution or by controlled precipitation from aqueous phase. In the second area we concentrate on the design of complex hierarchically structured systems and functional materials by fluid engineering at interfaces and surfaces or self-assembly in water.

// Research Program 3 Macromolecular Films and Interfaces – Functionality of Soft Interfaces Molecular films, single synthetic but also biological macromolecules and fluids adapt their structure to interfaces or are steered or frustrated in their structure formation by an interface. This results in special effects regarding the molecular self-assembly (stratification, increased or lowered melting points, molecular spreading, lateral segregation). Minor changes (temperature, pH, photochemical reactions, solvent uptake, electric or magnetic fields) and the controlled exploitation of metastable states allow switchability and adaptive fitting of the structures. In this context, the research program Macromolecular Films and Interfaces is oriented to the steering and adaptation of structure formation of macromolecular films and interfaces for the controlled interaction with fluids, polymers, biological building blocks, and cells. The program is focused on solid surfaces, liquid-liquid (emulsion), and liquid-gas interfaces (foams) which serve as a template for the arrangement of functional building blocks. Whereas structure formation is frustrated at interfaces this alters the state of the building blocks. Besides the long range forces (colloidal) and short range forces (entropic and enthalpic) interpaly result in the self-assembly of molecules and nano-objects in thin films and layers. In the case of the selfassembly of (biohybrid) building blocks from aqueous media, hydrophobic and ionic interactions are also involved. Since the functionality and interaction of a material are essentially determined by its contact area to the outside, i.e. by its surface area, the results of the projects of Research program 3 provides a fundamental basis for studies of other research programs.


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// Research Program 4 Transport, Reaction and Exchange Systems – ­Separation- and reactioncontrolling systems and processes. The long term goal of the research program on „Transport and Exchange Systems – Separation and reaction-controlled systems and processes“ is to perform fundamental research on new transport and conversion materials and their integration into interactive systems. The program aims to expand contemporary research on new functional separation media or new conversion media into systems where the interplay of molecular separation and conversion leads towards bio-inspired complexity. With respect to separation systems, synthetic membranes currently attract most attention, but are not limited to these. The program extends the bare functionality of today‘s synthetic membranes that are technically based on molecular size separation only. By integrating functional as well as bio-inspired molecular interactions in an otherwise low-interacting, spatially well-defined membrane matrix, rapid and selective transport of chemically similar molecules can be achieved. Synthetic strategies to assemble such systems will be based on composite-architectures with controlled, nature-inspired porosity, morphology and surface functionality. Hence, the introduction of molecular functionalities realizes a membrane that is no longer based solely on size exclusion, but, as in nature, on ionic and hydrophobic interactions. Forthcoming applications of functional membranes are towards sustainable and safe water production, low energy separation processes, membranes in energy production and storage, as well as membranes in bio-medical applications. With respect to reaction controlling systems, prebiotic self-organization principles of protocells offer a diverse portfolio of interactive materials systems where selective transport across an interface into a reactive compartment is a prerequisite for self-replication. It is the aim of this program to translate the emergence principles of diverse forms of protocells into new synthetic reaction controlling systems for various applications. Generally, the processes of encapsulation and compartmentalization are imperative: functionalization of the compartment’s interface and interior need to be tailored to the application addressed with the new system. The programs on Synthiofluidics, Aquamaterials and Macromolecular Films and Interfaces feed and inspire our Transport, Reaction and Exchange Systems Program.

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// Research Program 5 Biointerface and Biohybrid Systems – Biohybrid systems and control of bioreactions in material contact Essential points of this research program are two keynotes: 1. Via integration of biologic building blocks like enzymes, membrane and signal proteins into synthetic constructs the highly specific functionality of these components, e.g. catalytic activity, selective transport properties, molecular recognition and switchability can be exploited for synthetic materials. Fermentation and enzyme catalyzed synthesis more and more allow the preparation also of modified bio-macromolecules. These functional building blocks can be attached in a small proportion to synthetic polymers and can be optimized and developed further for a special material application. Therewith, the primacy of nature on highly precise structures can be made accessible for the development of active materials. 2. Upon contact of proteins, living cells and microorganisms with material surfaces as well unspecific as highly specific reactions are triggered. Examples are denaturation, blood coagulation and also cell adhesion, impact on cell motility and biofilm generation. Via nano- and micro-structured finishing of material surfaces with biologic components we pursuit approaches to provoke specific biologic answers on such biomimetic surfaces which are beyond biocompatibility.

// Center for Chemical Polymer Technology The Center for Chemical Polymer Technology (CPT) is a science-driven analytical research service unit within DWI. It comprises sophisticated analytical and process facilities and was set up in 2012. The CPT develops new methods and techniques both on the molecular and the materials level and supports DWI‘s research programs as follows: Analysis of polymer structure and characteristics, complex dispersions and blends; biotechnological and macromolecular processes; characterization of both synthetic and natural fibers including wool and hair. In addition to supporting DWI scientists, CPT offers tailored solutions for scientific and analytical questions for other research institutions and companies. ĵĵ More: www.dwi.rwth-aachen.de/


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// interactive materials

Where is the link between DWI and the new Euro coin with the blue polymer ring? After years of development, the Federal Government produced a new Euro collector‘s coin ‚Planet Earth‘ with an innovative safety feature, a blue polymer ring. DWI scientists were involved in the development of this special coin that caused a hype in the media and that was successfully launched in April 2016. Just like the one-Euro and the twoEuro coin, this new coin consists of an outer ring and the embedded “pill”. A true novelty, however, is the partly translucent ring that forms the transition between frame and pill. This ring is not only a milestone in the creation of coins, but also allows completely new safety features. To meet the high demands of a coin that passes through myriads of hands, the team that is responsible for developing the polymer ring had to break new ground. The team consists of Dr. Peter Huber (The State Mints of Baden-Wuerttemberg) and Günther Waadt (Bavarian State

Mint), representatives of the German Bundesbank, Crane Payment Innovation (CPI)/European Vending Association and the blankproducer Saxonia. Prof. Andrij Pich and his team at DWI contributed the required polymer expertise. This includes the development of the polymers that are used in the minting process, the stability of the material and the integration of new safety features. The most remarkable part of this innovation are the multifaceted possibilities to make the coins unforgeable.

The new 5 Euro collector‘s coin ‚Planet Earth‘. © BADV © Agentur: leadcom.de Artists: Stefan Klein and Olaf Neumann, Iserlohn (face of the coin) and Alina Hoyer, Berlin (value of the coin)

ĵĵ http://www.fuenf-euro-muenze.de/


// interactive materials

encapsulation of enzymes allows their use in harsh conditions Microencapsulation allows enclosure of volatile or degradation sensitive compounds behind a physical barrier. Such systems are relevant for medicine, agriculture, food and cosmetic industries. Researchers at DWI together with colleagues from China developed a silica-based encapsulation system, which allows encapsulation of enzymes and significantly improves the enzymes’ stability in harsh conditions.

Schematic explanation of enzyme encapsulation in silica nanocapsules.

Zhang, C., Yan, K., Hu, C., Zhao, Y., Chen, Z., Zhu, X., & MĂśller, M. (2015). Encapsulation of enzymes in silica nanocapsules formed by an amphiphilic precursor polymer in water. Journal of Materials Chemistry B, 3(7), 1261-1267.

Silica is chemically inert, mechanically stable, biocompatible, easy to functionalize and optically transparent. However, it was a significant challenge to incorporate enzymes in silica capsules. Those capsules are traditionally being prepared by removing the core material from a silica particle. Post-loading with enzymes is impossible due to the non-swellable nature of silica. Instead, the research team used a self-templating method based on the self-assembly of an amphiphilic silica precurser polymer, a PEG-functionalized PEOS compound, in water. Selfassembled unilamellar vesicles are then converted into silica capsules under basic conditions. The relatively mild reaction conditions and the fully

aqueous reaction make this synthesis highy interesting for encapsulating biologically active components. Still, the enzymes need to withstand a high pH (pH 11), which is required for the capsule synthesis. Here, the scientists encapsulated a protease from Bacillus subtilis which is stable at high pH and catalyses hydrolysis of peptide bonds. The silica capsules are 100-300 nm in size, with a mean pore diameter of 3.8 nm. This pore diameter allows material exchange across the shell, but prevents enzyme release. The encapsulated enzymes exhibit 40 % lower catalytic activity compared to native enzymes, but they exhibit significantly increased stability compared to the free enzyme for elevated temperatures or pH.


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// interactive materials

A Three-dimensional dropletmaker designed via 3D-printing Micrometer sized droplets with narrow size distribution can be generated using microfluidic drop-maker devices. Traditionally, such devices are produced from glass capillaries or silicone-molds using soft lithography. Today, scientists from DWI and Aachener Verfahrenstechnik have 3D-printed a parallelized droplet-maker device with a small channel network inside. Additive manufacturing further allows the extension and stacking of these droplet maker units into the third dimension, thereby multiplying the throughput per device. Uniform microgels for biomedical applications such as drug delivery or toxin uptake need to be produced in large amounts at the same time. Small soft particles in the nano- and micrometer range can be produced by emulsion or dispersion polymerization whereas microfluidic drop-makers are used to produce large uniform particles (micrometer to millimeter scale). The particles are generated one-by-one at a channel intersection inside the dropmaker, droplets acting as templates for the polymer particles. Since the throughput over time is low in such devices, parallelized droplet-makers would be beneficial. However, current fabrication methods for drop-maker parallelization, such as soft lithography and micromachining limit the structures to two-dimensional.

formed at channel intersections. The researchers could stack up to 28 of such intersections on top each other, with long columnar channels connecting the stacked drop-maker intersections. This increases the production throughput of the droplets. This technique allows generation of large amounts of uniformly sized particles at a minimum device footprint. With this technique at hand, microgels, emulsions and other materials can be synthesized and channel networks can be designed individually.

Femmer, T., Jans, A., Eswein, R., Anwar, N., Moeller, M., Wessling, M., & Kuehne, A. J. (2015). High-throughput generation of emulsions and microgels in parallelized microfluidic drop-makers prepared by rapid prototyping. ACS applied materials & interfaces, 7(23), 12635-12638. DOI: 10.1021/ acsami.5b03969

Parallelized drop-maker with

Due to its freedom of design, its low fabrication costs and the short design-to-device intervals, additive manufacturing has become an important fabrication technique. Using digital light-processing, a rapid prototyping technique that allows stacking of individual drop-makers on top of each other, the research team headed by Dr. Alexander KĂźhne fabricated a parallelized flowfocusing device from a cross-linkable methacrylate. Droplets are being

28 channel intersections. Left: Artistic rendering of an up-scaled parallel dropmaker with inlets for the dispersed and continuous phase and two outlets for the produced emulsion. Right: Micrograph of the running device producing blue dyed water droplets in oil. The scale bars represent 5 mm.


// interactive materials

hydrogen bonds in polymer mortar give new impulse on synthetic nacre Nacre has highly attractive mechanical properties, but cannot be processed into larger-scale structures. Synthetic nanocomposites can mimic the characteristic brick-and-mortar-like structure of nacre, but combinations of stiffness, strength, toughness and desirable optical properties have remained difficult to achieve. Dr. Andreas Walther and colleagues report that the introduction of tailored hydrogen bonds in the polymer mortar by macromolecular engineering leads to an unprecedented combination of the relevant properties, which are perfectly tunable.

Zhu, B., Jasinski, N., Benitez, A., Noack, M., Park, D., Goldmann, A. S., ... & Walther, A. (2015). Hierarchical Nacre Mimetics with Synergistic Mechanical Properties by Control of Molecular Interactions in Self-Healing Polymers. Angewandte Chemie International Edition, 54(30), 8653-8657. DOI: 10.1002/anie.201502323

Structure of the nacre-mimetic material as visualized by electron microscopy

The DWI scientists in collaboration with KIT in Karlsruhe, use a macromolecular engineering approach to mimic and tweak the nacre nanocomposite structure for possible mechanical and functional applications. Focusing on the laminating polymer phase, they designed a low-molecular-weight polymer with low glass-transition temperature, equipped with varying degrees of a supramolecular binding motif. Combined with advanced synthetic nanoclay platelets, the nanocomposite material self-assembled to form a film that possesses all relevant features like excellent transparency, structural periodicity, orientation, stiffness, and a favorable fracture behavior including self-healing ability. The type and amount of hydrogen bonds allow tuning the manner of how the transition of elastic to plastic

deformation occurs. These so-called sacrificial bonds enable a full control over the material on different levels, because, depending on their amount, the material can transform from high stiffness and strength to desired combinations of high stiffness and toughness. So, upon stress, the material with 13% Upy motif displayed toughening and failure phenomena „very reminiscent of the behavior of highly reinforced biological materials.“ The scientists further showed that the films are excellent gas barriers. Hence, the materials are not only appealing as mechanically robust nanocomposites, but also for their multifunctional properties relevant to other applications: as fully transparent oxygen barrier films to encapsulate organic electronics or for protection against fire with halogen- and heavymetal-free compositions.


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// interactive materials

Zeta Potential 2.0 Prof. Dr. Olga Vinogradova, guest professor at DWI, published a new theory describing fluid transport along hydrophobic surfaces in an applied electric field. The results are particularly relevant for the field of micro- and nano­ fluidics, medicine and waster water treatment.

Fluid transport at hydrophobic surfaces: Ions associated with the surface can accelerate fluid transport or slow it down.

Using a conventional pump to transport a liquid or a gas through a thin capillary is not a very good idea: The thinner the capillary, the higher the pressure that is required. The energy expenditure for ultra thin capillaries would be tremendous. Therefore, instead of using a mechanical pump, experts apply an electric field. This generates an electroosmotic flow and allows fluid transport through the capillary. The electroosmotic flow is based on the electrostatic diffuse layer, i.e., the region where the surface charge is balanced by a cloud of counterions. As a result, the liquid or gas within the capillary is electrically charged and can be moved when applying an electric field. In 1990, the polish physicist Marian Smoluchowski was the first to describe the flow rate in such a process. Now, more than 100 years later, it becomes evident that the Smoluchowski formula can only be used under specific

circumstances: For hydrophilic capillary walls, which have a contact angle of less than 90 degrees for water. Different conditions have to be taken into account for hydrophobic, waterrepellent surfaces. On the one hand, slippage significantly accelerates fluid transport. On the other hand, the scientists had to take into account those ions associated to the capillary walls. Whenever the electric field moves these ions as well, they can further accelerate the fluid close to the wall or slow it down. The Zeta potential is a key player within the Smoluchowski equation. It reflects the electrokinetic mobility of a particle. The higher the Zeta potential, the faster the particle or the fluid moves through an electric field. For hydrophobic surfaces the research team now suggests an adapted interpretation of the Zeta potential, which includes both surface charge mobility and slippage.

Maduar, S. R., Belyaev, A. V., Lobaskin, V., & Vinogradova, O. I. (2015). Electrohydrodynamics Near Hydrophobic Surfaces. Physical review letters, 114(11), 118301.


// interactive materials

Packing and frustration in semiconducting organic films The operation of organic electronic devices relies on the mobility of electric charges that are created by application of a voltage. At DWI we investigated the assembly and structural properties of two-dimensional molecular layers that can potentially be used for this purpose.

de Jeu, W. H., Rahimi, K., Ziener, U., Vill, R., Herzig, E. M., Müller-Buschbaum, P., ... & Mourran, A. (2016). Substituted septithiophenes with end groups of different size: Packing and frustration in bulk and thin films. Langmuir, 32(6), 1533-1541. DOI: 10.1002/anie.201502323

Left: Scanning force microspcopy of a multilayer film indicating superstructures with a period of about 3.5 nm. Right: In grazing-incidence diffraction the super-

End-substituted thiophenes are suitable materials because the thiophene cores prefer to pack parallel to optimize their π-π interactions. This leads to an increased electron mobility perpendicular to the long molecular axes. This transverse π-π coupling between neighbouring conjugated cores will be influenced by any end substituents. Especially in thin uniform films the electric properties are favoured by the occurrence of liquidcrystalline (LC) behaviour. Various substituents have been introduced at the alpha or omega positions of the thiophene core in order to reduce the melting point and promote LC phases. The transition temperatures determining the LC window originate from a delicate balance between length and structure of both core and substituents.

structures show up as two vertical x-ray peaks (in red) close to the central beam stop (dark blue).

We investigated three different LC compounds with a central

septithiophene core and branched alkylated end groups of strongly increasing bulkiness. In principle the π-π interactions become sterically more difficult for the bulkier end groups. Using x-ray diffraction, we find that a way out of this packing dilemma is toward liquid-crystal phases of higher dimensionality in the order smecticcolumnar-bicontinuous cubic. For the smectic phase, packing in a monolayer is no problem, for the other ones packing considerations in films become more stringent. We proposed a basic structure of columns parallel to the substrate that provides a compromise between preserving some π-π interactions and packing the bulky alkyl groups. Scanning force microscopy and surface x-ray techniques indicate an appreciable difference between monolayer and three-layer films, in which the monolayers appear to escape from packing frustration by generating superstructures.


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// interactive materials

Textile surfaces with soil-release properties DWI scientists developed textile surfaces that can be switched from hydrophobic (dirt-repellant) to hydrophilic (easy cleaning) behavior by wetting. Dry fibers are hard to wet. However, once the textile is totally immersed in water, it becomes hydrophilic and dirt can easily be removed. As soon as the textile is dry again, it regains its hydrophobic, soil-repellant behavior. Small and ultra-small silica particles covered by both hydrophilic and hydrophobic organic chains are able to switch their wetting behavior in dependence on the surrounding media. In contrast to the widely used “grafting-from” approach we applied highly branched polyalkoxysiloxane as a silica precursor, which is partially end group-modified by either hexadecyl or polyethylenglycol chains. Both kinds of precursors were co-hydrolyzed in various ratios to amphiphilic silica particles maintaining non-hydrolysable hydrophobic as well as hydrophilic chains. The mobile chains at the surface of the 100-300nm-sized nano particles act as binary brushes selective to hydrophobic or hydrophilic environment. Once coated with formulations of these particles, the surface is hydrophobic after drying in a dry atmosphere and

hydrophilic after complete immersion in water. Compared to brush-like surfaces, the hysteresis between advancing and receding contact angle is increased by particle-induced roughness.

Peter, K., Houben, V., Möller, M., Hydrophob und hydrophil: Können Textilien beides sein?, Textil Plus (manuscript in preparation)

Application of an aqueous formulation of amphiphilic silica particles on textiles using common technologies such as dip-coating, casting or spraying results in hydrophobic soil-repellant surfaces. Strong immersion in water switches the wettability from hydrophobic to hydrophilic. The hydrophilic surface is swelling and becomes soil-releasing. In this way, we are able to control the wettability of surfaces by altering the hydrophobicity of the coatings. This process can be repeated several times without loosing the function. Due to the good adhesion in the presence of an adhesion promoter or a binder, the function is retained also after applying mechanical stress.

Houben, V., Peter, K, Möller, M., Synthesis and properties of brush-like silica nanoparticles based on a simple sol gel process: Controlled wetting and switch on/off of hydrophobicity, J. Coll. Interf. Sci. (manuscript in preparation)

Switchable wetting properties of a polyester textile coated with a dispersion of amphiphilic brush-like silica nano particles: Left: A dyed water droplet stays at the surface of the dried coated textile (hydrophobic surface). Right: A dyed water droplet wets a moistly coated textile.


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A new method for continuous water desalination Water is essential for living. Many countries worldwide face water scarcity. Thus, the development of environmentally friendly and cost effective technologies for the desalination of water is a major challenge for researchers worldwide. Researchers at DWI and Aachener Verfahrenstechnik developed a novel system for the continuous desalination of water.

Principle of the novel water desalination process

Rommerskirchen, A., Gendel, Y., & Wessling, M. (2015). Single module flow-electrode capacitive deionization for continuous water desalination. Electrochemistry Communications, 60, 34–37. http://doi.org/10.1016/j.elecom.2015.07.018

In the recent years Capacitive Deionization (CDI), a very energy efficient desalination technology especially for low salt concentrations, has become a major topic in research focusing on water desalination technologies. However, classical CDI is a discontinuous or semi-continuous process, as the applied stationary electrodes need to be regenerated within the same module. This has led to the introduction of flow electrodes to CDI processes and the new process is called Flow-electrode Capacitive Deionization (FCDI). Flow electrodes are pumpable suspensions of activated carbon particles in water. Due to frequent contact with the current collectors and due to the formation of charge percolation networks, the carbon particles are charged and thus function as electrodes. Due to their mobility, the flow electrodes can be regenerated in a different module or compartment. Hence, the use of flow

electrodes enables the design of new, continuous CDI systems, which are easily scalable. Matthias Wessling and colleagues now describe a novel FCDI system for the desalination of water based on a single flow electrode and a single module. The desalination and concentration step are combined on the two opposite sides of a single module, which enables a fully continuous water desalination with a high current efficiency. The principle was demonstrated successfully by continuously desalinating a 1 g/L NaCl solution at various operating conditions. The system ran at water recoveries of up to 87%. Additionally, the scientists report very good current efficiencies. In case of 80% water recovery, a current efficiency of 0.93 was observed while a desalination degree of up to 70% was reached.


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// interactive materials

Efficient gas-liquid contact in microfluidic devices Membranes facilitate bubble-free contacting of a gas and a liquid stream. The concentration gradient of the gas component across the membrane promotes the dissolution of gas in the liquid stream. While this process facilitates dissolution of gas in a liquid, it also leads to concentration polarization, thereby preventing efficient gas transfer. Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling and his team developed a microfluidic gas liquid-contacting chip that significantly improves gas transport across the membrane. In membrane technology, concentration polarization leads to enrichment of the dissolved component at the membrane liquid interface impeding efficient transfer and further dissolution of the gas component. The effect becomes worse at low Reynolds numbers, for example in channels with small diameters. The absence of turbulence increases concentration polarization and inhibits mixing, impeding efficient membrane processes. Integration of mechanical mixing devices is often costly, consumes energy and remains impossible on small scales. Here, Matthias Wessling and colleagues developed a microfluidic gas liquid-contacting chip using a flat-sheet membrane with staggered herringbone topography. The surface topography acts as a flow promoter, strongly improving gas transport across

the membrane into the fluid stream and thereby reducing pressure loss along the device.

Femmer, T., Eggersdorfer, M. L., Kuehne, A. J. C., Wessling, M. (2015). Efficient gas-liquid contact using microfluidic membrane devices with

The scientists obtained increased oxygen transport through the membrane compared to the transport in a flat liquid channel. Furthermore, the pressure loss in liquid channels with herringbone structures was decreased when compared to straight channel geometries. Despite the higher liquid channel surface area, the pressure loss was decreased because of reduced friction at the channel boundaries. Wessling and colleagues confirmed enhanced transport at the channel boundaries using red blood cells as a model system for a portable blood oxygenator. The approach and results will foster the development of novel small scale gas/liquid contactors and portable oxygenation devices.

staggered herringbone mixers. Lab on a Chip, 15, 3132-3137.

The figures show a microfluidic gas–liquidcontacting membrane device. The device combines a membrane with a staggered herring bone static mixer, which enables increased mass transport and reduced pressure loss for application in miniaturized extracorporeal membrane oxygenation.


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Ion transport through (POly) electrolyte multi-layers Ion transport is one of the essential processes that runs in our body, billions of times per day. It also plays a role in a large number of technical processes. However, so far scientists have not been able to simulate the ion transport in its full complexity. Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling (DWI and Aachener Verfahrenstechnik, AVT), Robert Femmer (AVT) and Prof. Dr. Ali Mani (Stanford University) now created a software framework that provides new insights into the transport of ions through membranes.

a)

Bulk

b)

Bulk

+

-

98.0

98.5

99.0

99.5

100.0

a) Typical trilayer ion exchange membrane

CEM

process for desalination b) Weak electrolyte

Boundary Layers

profiles in a watersplitting regime

AEM 0

c)

0

50

100

Femmer, R., Mani, A., & Wessling, M. (2015). Ion transport through electrolyte/polyelectrolyte DOI:10.1038/srep11583

40

60

80

100

d)

The software framework ‘EnPEn’ CEM AEM

multi-layers. Scientific reports, 5.

20

simulates ion transport through arbitrarily layered structures of electrolytes and polyelectrolytes in an aqueous, reacting solution. It uses the basic laws of physics and generates a one-dimensional simulation of the ion transport through a larger number of electrolytes (En) or polyelectrolytes 150 200 250 300 (PEn). EnPEn allows to describe ion transport for a large number of applications, including desalination by electrodialysis, electrodialysis with bipolar membranes, biological membranes or electrofiltration. Matthias Wessling and his team proved the strength of EnPEn by tackling three questions that are discussed in the context of ion exchange membrane systems: The dependency of mono-

bivalent ion selectivity Bilayerof layer-by-layer 1 2 modified membranes, the influence of the bipolar membrane - +junction - + on the process efficiency and the effect of water-splitting in weak ~1-100nm electrolytes. EnPEn has since been extended to simulate processes in a time-dependent manner and can be CEM employed to predict, for example, the impedance of membrane systems. Besides giving important insight into distinct physical phenomena, which eventually leads to new findings, the scientists can use the software framework to answer general questions concerning electromembrane processes in other scientific projects. ĵĵ Selected features of the software: http://enpen.avt.rwth-aachen.de/.


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Enzymatically Active Ultrathin Pepsin Membranes A synthetic material can easily be functionalized by embedding biological molecules. Together with colleagues from the University of Twente, Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling (DWI and Aachener Verfahrenstechnik, AVT) and his team synthesized an ultrathin membrane containing the digestion enzyme pepsin. Using this membrane and its enzymatic activity, the scientists can degrade proteins and, at the same time, remove the resulting waste products.

Enzymatically active proteins catalyze specific conversion reactions of various substrates. Peptidases like pepsin enable the hydrolysis of peptide bonds and thus cause protein degradation. The high enzyme specificity and activity are attractive for the isolation of peptides and in food upgrading processes. However, enzyme re-usage is complicated by self-cleavage-induced deactivation and difficulties associated with the recovery of dilute enzyme solutions used in relevant processes. Immobilization of the enzymes through covalent coupling reduces autolysisinduced deactivation and permits the re-use of expensive enzymes. Researchers from the University of Twente in collaboration with the

research group of Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling synthesized ultrathin pepsin membranes by facile interfacial polycondensation of pepsin and trimesoyl chloride on top of a porous support membrane. The pepsin membrane allows for simultaneous enzymatic conversion and selective removal of digestion products. The large water fluxes through the membrane expedite the transport of large molecules through the pepsin layers. The presented method is based on an industrially established technique and enables the large-scale production of ultrathin, cross-linked and enzymatically active membranes. The technique can be applied to other proteins and other covalent organic linkers and provides access to a broad field of applications.

Pepsin membrane formation. The pepsin membrane is positioned atop a porous PAN support, which is represented by the white area. The pepsin membrane consists of pepsin molecules that are randomly cross-linked by trimesoyl chloride, forming amide bridges between the pepsin molecules. The pepsin layer simultaneously acts as the enzymatic surface and the membrane sieve.

Raaijmakers, M.J.T., Schmidt, T., Barth, M., Tutus, M., Benes, N.E., Wessling, M. (2015). Enzymatically Acitve Ultrathin Pepsin Membranes. Angewandte Chemie International Edition, 54 (20), 5910-5914


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Bioinspired Catalysts for Liquid-Phase Processes Inspired by the structural diversity, high efficiency and selectivity of natural enzymes, DWI scientists developed new catalysts based on aqueous microgels (MicrogelZymes). The unique properties of microgels allow controlled incorporation of catalytically active groups in microgels to mimic active centers of enzymes and afford novel catalysts with improved performance.

MicrogelZyme design: microgels modified by gold nanoparticles conjugated with alpha-cyclodextrin

The superior properties of natural enzymes originate from the precise control of the chemical environment near the catalytically active site.

Jia, H., Schmitz, D., Ott, A., Pich, A., & Lu, Y. (2015). Cyclodextrin modified microgels as “nanoreactor” for the generation of Au nanoparticles with enhanced catalytic activity. Journal of Materials Chemistry A, 3(11), 6187-6195.

The enzyme-inspired approach towards new efficient catalyst systems can be realized using colloidal polymer networks or microgels. Microgels have a porous structure, chemical functionality and can adapt to different solvents. The open structure of microgels and the presence of functional groups allow to attach selectively catalytically active molecules or nanoparticles and to control their localization within the gel. The porous structure of the microgel allows diffusion of small molecules (reagents, solvents) and the diffusion rate can be regulated by the stimuli-triggered degree of swelling of the polymer network. In addition, microgels are submicrometer sized colloids making their

purification or separation much easier compared to molecular catalysts. By integrating catalytically active nanocrystals (Gold, Platinum, Palladium) into microgels, Prof. Dr. Andrij Pich and his team now developed active colloidal catalytic systems for cross coupling or reduction reactions. The incorporation of cyclodextrine (CD) molecules into the microgel led to a design of a novel “nanoreactor” for metal nanoparticles: First of all, CDs can work as the reducing agents in the generation of gold nanoparticles and secondly, the CD molecules can serve as a stabilizer for the gold nanoparticles. The resulting microgels contain catalytically active gold nanoparticles with specific binding domains on their surface that allow regulation of the reduction process by the complexation strength of CDs and aromatic phenols.


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templates for freestanding tubular cell constructs Artificial three-dimensional biological tissues are relevant for implants and tissue engineering. In the long term, they will help to replace animal experiments. Here, scientists at DWI and RWTH Aachen University Hospital developed a new method to obtain freestanding 3D cell constructs using tubular hydrogels as resolvable templates. The merging of defined nanoscale building blocks with advanced additive manufacturing techniques is of eminent importance for the preparation of highly functional materials with de novo designed hierarchical architectures. In the biomaterials world, hydrogels are favorable materials for additive manufacturing due to their adjustable mechanical properties and their biocompatibility. The research team focused on hydrogels made of cellulose nanofibrils (CNFs), which are typically isolated from plants and are a globally abundant, renewable raw material. The scientists fabricated hollow fibers using a controlled extrusion through a circular die into a coagulation bath. The dimensions of the hollow fibers are tunable, and the final tubes combine the nanofibrillar porosity of the CNF hydrogel with a sub-millimeter wall thickness and centimeter-scale length provided by the additive manufacturing technique.

They demonstrated that covalent and supramolecular cross-linking of the CNFs can be used to tailor the mechanical properties of the hydrogel tubes within one order of magnitude and in an attractive range for the mechanosensation of cells. The resulting tubes are highly biocompatible and allow for the growth of mouse fibroblasts into confluent cell layers in their inner lumen. A detailed screening of several cellulases enables degradation of the scaffolding, temporary CNF hydrogel tube in a quick and highly cell-friendly way, and thereby allows the isolation of coherent cell tubes. The scientists foresee that the growing capabilities of hydrogel printing techniques in combination with the attractive features of CNFs will allow making plant-based biomaterials with hierarchical structures and on-demand degradation useful, for instance, to engineer complex tissue structures to replace animal models, and for implants.

Torres-Rendon J.G, Kรถpf, M., Gehlen, D., Blaeser, A , Fisher, H., De Laporte, L., & Walther, A. (2016). Cellulose nanofibril hydrogel tubes as sacrificial templates for freestanding tubular cell constructs. Biomacromolecules, Epub ahead of print

Fluorescent images of a cellulose tube with cells (left) and tubular freestanding cell construct after degradation of the CNF template (right). Blue: cell nuclei, Green: cell cytoskeleton


// interactive materials

projekte 2015 – projects 2015 1. Umweltfreundliche feuerabschirmende Perlmutt-Panzer via Selbstorganisation Environmental-friendly nacre-mimetic fire protection via self-organization, zusammen mit PTS/PTI AiF (8/12-1/15; Dr. Walther, Dr. Thomas) 2. Hochpermeable, selektive Silikonmembranen auf textilen Trägern (HoSiTEXT) Highly permeable silicom membranes on textile substrates IGF (12/12-6/15; Prof. Wessling, Dr. Dittrich) 3. Keimfreies Wasser – NanofasernetzwerkKomposite für keimfreies Wasser Sterile water – Nanofiber network-composites as filters for sterile water IGF (3/13-2/15; Prof. Möller, Prof. Wessling, Dr. Tsarkova, Dr. Thomas, Dr. Zhu) 4. Universelle wasserbasierte Beschichtungs­ technologie auf Basis von Catecholmodifizierten mulitfunktionalen Polymeren Universal water-based coating technology based on catechol-modified multifuntional polymers IGF (6/13-5/15; Dr. Walther, Dr. Thomas) 5. Soil-Release – Schaltbare amphiphile SiO2Partikel für Soil-Release Beschichtungen Soil-Release – Switchable amphiphilic SiO2 particles for soil release coatings IGF (8/13-7/15; Prof. Möller, Dr. Peter) 6. e  PolyVlies – Hierarchisch aufgebaute Superkondensatorelektroden aus porösen Carbonfasern ePolyVlies –Hierarchically structured super capa­ citor electrodes based on porous carbon fibres IGF (12/13-3/16; Dr. Kühne, Dr. Thomas)

7. Antimikrobielle Fusionsproteine Antimicrobial fusion proteins IGF (5/14-4/16; Prof. Schwaneberg, Dr. Jakob) 8. Hohlfasermembranen – Funktionelle Hohlfasermembranen mittels Reaktivspinnen Hollow fiber membranes – Functional hollow fibers via reactive spinning IGF (5/14-4/16; Prof. Wessling) 9. Fed-Batch Mikrotiterplatten – Hochdurch­ satzfütterungssysteme für das Primärscreening High-throughput feed systems for primary screening IGF (6/15-11/17; Prof. Möller, Dr. Dittrich) 10. H2O2 - Entwicklung technologisch neuartiger Indikatoren zum Nachweis der lokalen Konzentration von H2O2 und seiner Wirksamkeit bei der Sterilisation H2O2 - Develeopment of new tracers to detect local concentrations of H2O2 and its activity during sterilization; IGF (3/14-3/15; Prof. Möller, Dr. Kaufmann) 11. Azetidinium-funktionalisierte Polymere zur antimikrobiellen Ausrüstung von textilen Materialien Azetidinium-functionalised polymers for antimicrobial finishing of textiles IGF (8/15-11/16; Prof. Möller, Dr. Heine) 12. Formaldehydfreie Vernetzer für die Knitterfreiaus­rüstung von Cellulosefasern Formaldehyde-free crosslinking agents forcreaseresistant finishing of cellulose fibers IGF (10/15-3/18; Prof. Möller, Dr. Kurniadi) 13. Probiotische Bakterien für eine gesunde Haut – ProbioPad Probiotic bacteria for a healthy skin IGF (12/15-5/18; Prof. Möller, Prof. Lütticken, Dr. Heine)


Interaktive Materialien - Interactive Materials

14. tubulAir – Schlüsseltechnologien für eine kostengünstig zu fertigende, mikrotubuläre Redox Flow-Batterie Entwicklung von neuartigen bifunktionalen Katalysatoren, Katalysatorträgern und Beschichtungsmethoden tubulAir – Key technologies for a cost-efficient, microtubular redox-flow-battery - Development of novel bifunctional catalysts, catalyst carriers and coating methods BMBF (9/12-8/17; Prof. Wessling)

19. SKY – Schaltbare Katalysatoren für Flüssigphasen-Prozesse SKY – Switchable catalysts for liquid phase processes BMBF (8/13-7/16; Prof. Pich)

15. Oberfläche für extrem reibungsarme Flüssigkeitsströmungen Surface with low friction in fluid lows BMBF (4/12-3/15; Prof. Böker)

21. Amphotere Mikrogele für die Aufnahme und Freisetzung von Polyelektrolyten Amphoteric microgels for uptake and release of polyelectrolytes SFB 985 (7/12-6/16; Prof. Potemkin)

16. AquaMat – Nachhaltige, mulitfunktionale wasserbasierte Hochleistungsmaterialien AquaMat – Sustainable, multi-functional water-based high performane materials BMBF (2/13-1/17; Dr. Walther) 17. Chirale Membranen Chiral Membranes BMBF (1/13-3/15; Prof. Böker) 18. FuPol – Funktionalisierung von Polymeren FuPol – Functionalisation of Polymers BMBF (5/13-3/15; Prof. Schwaneberg)

Neuron growth along oriented polymer fibers

20. AktiPhotoPol – Funktionale und aktive Photonik aus konjugierten Polymerkolloiden Functional and active photonics using conjugated polymer colloids BMBF (1/15-12/18; Dr. Kühne)

22. Monodisperse Mikrogele durch mikrofluidische Emulgierung Monodisperse microgels by microfluidic emulsification SFB 985 (7/12-6/16; Prof. Vinogradova) 23. Entwicklung Glycan-funktionalisierter Mikrogele für die spezifische Bindung bakterieller Enterotoxine Development of glycan-functionalized microgels for specific binding of bacterial enterotoxins SFB 985 (7/12-6/16; Dr. Kühne)

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25. Strukturierung halbleitender (ultra)dünner Filme Structuring of semiconductive (ultra)thin films DFG (1/14-12/16; Prof. Möller, Dr. Mourran)

30. Lichtaktiviertes Hydrogel – Mechanische Stimulation von Zellen und Nerven durch dynamisch lichtaktiviertes Hydrogel zur Verbesserung von Cochlea Implantaten Light-activated Hydrogel – Mechanical stimulation of cells and nerves through a dynamically activated hydrogel, for improvements of Chochlea implants DFG (7/15-6/18; Dr. De Laporte)

26. Kolloide aus konjugierten Polymeren für die organische Photonik Colloids made of conjugated polymers for organic photonics DFG (2/14-1/17; Dr. Kühne)

31. Dreidimensionale Membranen für biologisierte Oxygenatoren Three-dimensional membranes for biological oxygenators IZKF Aachen (7/14-6/17; Prof. Wessling)

27. Anisometrische Mikrogel-Kolloide für die in vivo-Gelierung anisotroper Matrices Anisometric microgel colloids for in vivo gelation of anisotropic matrices SFB 985 (8/14-7/15; Dr. De Laporte)

32. Biogel Horizon 2020 (1/15-12/20; Dr. De Laporte)

24. Polyelektrolyt-Mikrogel-Membranen Polyelectrolyte-microgel membranes SFB 985 (7/12-6/16; Dr. Walther)

28. Mikroschwimmer – Von der Bewegung einzelner Partikel hin zu kollektivem Verhalten Microswimmers – From single particle motion to collective behavior DFG (4/14-3/17; Prof. Möller, Dr. Mourran) 29. Programmierbare, zeitliche Kontrolle und Selbstregulierung von selbst-assemblierten Systemen und Hydrogelen via Internes Feedback im Nichtgleichgewicht Programmable temporal control and selfregulation of self-assembled systems and hydrogels via internal feedback in nonequilibrium conditions DFG (5/14-4/17; Dr. Walther)

33. Anisogel Horizon 2020, ERC Starting Grant (3/152/20; Dr. De Laporte) 34. TimeProsamat Horizon 2020, ERC Starting Grant (1/1612/20; Dr. Walther) 35. Photoresponsive selbst-assemblierte Materialien aus anisotropen Nanopartikeln Photoresponsive materials self-assembled from anisotropic nanoparticles VW (2/13-1/16; Prof. Böker) 36. Umformbare bioinspirierte HochleistungsVerbundwerkstoffe durch supramolekulare Chemie High-Performance reshapable bioinspired composite materials via dynamic supramolecular chemistry VW (4/14-3/17; Dr. Walther)


37. Ex vivo-Kultivierung bipolarer Epithelund Endozellen als erster Schritt in Richtung einer organähnlichen alveolären Grenzschicht Ex vivo cultivation of bipolar epithelial/ endothelial cell layers as a first step towards an organ like alveolar barrier Leibniz-Wettbewerb (3/15-2/18; Prof. Möller, Dr. Singh) 38. ResPoSe – Ressourceneffiziente Herstellung hochwertiger Polyesterfasern aus Sekundärrohstoffen Resource-efficient production of highvalue polyester fibres from secondary raw materials Land NRW (7/12-5/15; Prof. Möller, Prof. Pich, Dr. Schäfer) 39. HiPer-Sizing – High pervormance sizings for glass fibers for the use in lightweight materials Land NRW (4/13-6/15; Dr. Walther) 40. CPT – Zentrum für Chemische Polymertech­nologie Center for Chemical Polymer Technology CheK./ Ziel 2 Programm (7/12-6/15; Prof. Möller)

Interaktive Materialien - Interactive Materials

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Aktivitäten - Activities

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AKtivitäten – Activities Langweilig wird es im DWI nie: Allein in 2015 haben wir 109 wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht, mehr als 76 Vorträge gehalten und 119 Abschlussarbeiten erfolgreich beendet. Viele dieser Aktivitäten, insbesondere die Betreuung von Abschlussarbeiten, geschehen in enger Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen. Alle Mitglieder der Wissenschaftlichen Leitung haben gleichzeitig einen Lehrstuhl an der RWTH und halten Vorlesungen für Studierende (Seite 54). Jedes Jahr werden an der RWTH Aachen etwa zwölf Ausbildungsplätze für Chemielaboranten in verschiedenen Instituten ausgeschrieben, von denen das DWI in der Regel drei Auszubildende betreut. Zu unserer überregionalen Sichtbarkeit haben in 2015 auch die zahlreichen Konferenzen des DWIs beigetragen. Neben den bewährten Formaten der Aachen-Dresden International Textile Conference, dem LANXESS Talent Award und dem haarwissenschaftlichen Symposium ‚HairS‘ haben wir gemeinsam mit dem MPI für Intelligente Systeme und der RWTH die erste KármánKonferenz organisiert (Seite 51). Das Konferenzformat war inspiriert von den Gordon Research Conferences und die Liste der Vortragenden war außergewöhnlich hochkarätig. Ein weiterer Veranstaltungshöhepunkt war die Euromembrane im Eurogress Aachen mit 750 Teilnehmern. Ausführliche Informationen zu unseren Highlights aus der Forschung finden Sie im Kapitel ‚Interactive Materials‘ ab Seite 32.

In 2015 besuchten

1848 Teilnehmer die Konferenzen und Symposien des DWIs.

Work at DWI is never boring: In 2015 we published 109 papers in peerreviewed journals, gave more than 76 talks and our students successfully finished 119 Bachelor / Master / PhD theses. Many of these activities are performend in close collaboration with RWTH Aachen University. All members of the scientific board also hold a chair at the university and give lectures for students (page 54). Each year, RWTH Aachen University offers about twelve apprentice jobs for chemical laboratory assistants. Usually, three of those twelve apprentices are being trained at DWI. In 2015 we organized several conferences and events, which significantly contribute to our national and international visibility. This includes both new formats and established formats such as the Aachen-Dresden International Textile Conference, the LANXESS Talent Award and the hair science symposium ‘HairS’. Together with the MPI for Intelligent Systems and RWTH Aachen University, we organized the first Kármán Conference (page 51). This conference format was inspired by the Gordon Research Conferences and the list of speakers was outstanding. The ‘Aachener Verfahrenstechnik’ and DWI together organized the Euromembrane at Eurogress Aachen, attracting 750 participants. If you would like to learn more about our current research activities, please go back to the chapter ‘Interactive Materials’ (page 32).


// Aktivitäten – Activities

veranstaltungen – eVENTS 3F-Talks: Functional Fibres and Films – Powered by Biocomponents and Bioinspiration 5.-6. März 2015, DWI DWI-RWTH Aachen University Summer School, LANXESS Talent Award 18.-19. Juni 2015, DWI HairS’15 2.-4. September 2015, Trier Euromembrane 6.-10. September 2015, Eurogress Aachen Wissenschaft & Kunst 23. September 2015, DWI Interactive Materials Talks 24. September 2015, DWI Kármán Conference, From Molecular Materials to Complex Adaptive Molecular Systems 11.-15. Oktober 2015, Kasteel Vaalsbroek |NL Aachen-Dresden International Textile Conference 26.-27. November 2015, Eurogress Aachen

Redner und Diskussionsleiter der Kármán-Konferenz


Aktivitäten - Activities

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Kármán Conference From Molecular Materials to Complex Adaptive Molecular Systems 11.-15. Oktober 2015, Kasteel Vaalsbroek |NL Die Entwicklung intelligenter Materialsysteme stand im Mittelpunkt der fünftägigen Kármán-Konferenz, die in der historischen Kulisse des niederländischen Kasteel Vaalsbroek stattfand. Eingeladen hatten das DWI und RWTH gemeinsam mit dem Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme. Unter der Überschrift ‚Von molekularen Materialien hin zu komplexen, adaptiven Systemen’ erwartete die Teilnehmer ein inspirierendes Vortragsprogramm mit Beiträgen internationaler Pioniere auf diesem Gebiet. Die intensive Diskussion der 150 Teilnehmer untereinander war neben dem hochkarätigen Vortragsprogramm ein Kernelement der Kármán-Konferenz, die nach dem Physiker und Luftfahrttechniker Theodore von Kármán benannt ist. Während des organisierten Rahmenprogramms und in abendlichen Postersessions bot sich immer wieder die Gelegenheit zum informellen Gedankenaustausch von Nachwuchswissenschaftlern und etablierten Experten auf Augenhöhe. Ermöglicht wurde die Tagung durch Mitwirkung des Sonderforschungsbereichs 985 ‚Funktionelle Mikrogele und Mikrogelsysteme’ sowie durch finanzielle Unterstützung seitens des ‚Exploratory Research Space’ (ERS, RWTH Aachen) und des DWI-Fördervereins. ĵĵ http://www.karman-conference.de/

Identifying the frontiers of science for the development of complex, adaptive material systems was the key focus of the five-day Kármán Conference ‘From molecular materials to complex adaptive systems’, which took place in Kasteel Vaalsbroek (Vaals /NL) in October. Being jointly organized by DWI, RWTH Aachen University and the Max Planck Institute for Intelligent Systems (Stuttgart), the conference comprised a series of lectures given by international pioneers in this highly active field of research. Top-class lectures on cutting edge research, as well as, intense scientific discussion amongst the 150 participants were core elements of the conference. Organized social activities and evening poster sessions offered numerous opportunities for informal conversations between junior scientists and established experts. This Kármán Conference, was first in a line of future conferences to come, which deal with cutting edge research across all disciplines. The conference series is named after physicist and aerospace expert Theodore von Kármán. The conference was strongly supported by the Collaborative Research Center 985 ‘Functional Microgels and Microgel Systems’ as well as by DWI’s association of friends and the ‘Exploratory Research Space’ (ERS, RWTH Aachen University). ĵĵ http://www.karman-conference.de/


// aktivitäten - activities

gastreferenten – guest lecturers 14.1.2015 Dr. Uwe Pressler, BASF SE Introduction into intellectual property rights - Requirements for patentability’ 5.3.2015 Prof. Dr. Andreas Künkel, BASF SE Symbiosis of chemistry and biology: Biodegradable and renewable polymers 5.3.2015 Prof. Dr. Stanislav Gorb, Universität Kiel Insect inspired adhesives: Where are we now? 6.3.2015 Prof. Dr. Stefaan De Wildeman, Maastricht University /NL New biobased building blocks designed to contribute to added functionality in sustainability-improved materials 6.3.2015 Dr. Jules Harings, Maastricht University /NL High performance polymers: From synthetic to bio-polymers 6.3.2015 Dr. Rainer Höfer, Editorial Ecosiris Lipids for plastics and polymers 6.3.2015 Prof. Dr. Lars Berglund, KTH /SE Controlling interphase and nanostructure in polymer composites - inspiration and use of plant cell wall components 6.3.2015 Dr. Etienne Cabane, ETH Zürich /CH Functionalization of lignocellulosic materials 6.3.2015 Prof. Dr. Thomas Hirth, Fraunhofer IGB Lignocellulose-based polymers, films and fibers 6.3.2015 André Studart, ETH Zürich/CH Self-shaping composites through programmed microstructures

6.3.2015 Prof. Dr. Andreas Greiner, Universität Bayreuth Spongy nanofiber nonwovens as highly functional 3D scaffolds 6.3.2015 Gert-Jan Gruter, Avantium /NL PEF, a novel 100% biobased material 6.3.2015 Dr. Johannes Ganster, Fraunhofer IAP Bio-based fibers and composites for injection molding 19.3.2015 Dr. Duane Harland, AgResearch Limited /NZ On-going research on the mechanomics and assembly of keratin fibres 20.3.2015 Dr. Tom Kodger, University of Amsterdam /NL Soft silicone elastomers from entanglement-free design 16.6.2015 Prof. Dr. Mitsuru Akashi, Osaka University /JP Building block science: LBL assemblies of polymers and cells by using weak interaction 18.6.2015 Prof. Dr. Filip Du Prez, Ghent University /BE Triazolinediones in polymer science: From dynamic materials to plant foils /BE 18.6.2015 Prof. Dr. Nieck Benes, University of Twente /NL Hyper-cross-linked nano-scale hybrid films – A new generation of robust membranes 30.6.2015 Dr. Cesar Rodriguez-Emmenegger, Academy of Science of the Czech Republic /CZ Antifouling biointerfaces via living radical polymerization and advanced ligation protocols


6.7.2015 Prof. Mark MacLachlan, University of British Columbia /CAN 21.7.2015 Prof. Dr. Yusuf Yagci, Istanbul Technical University/TR New approaches for macromolecular synthesis by photochemical methods 7.8.2015 Dr. Octavio Albarrán, MPI für Dynamik und Selbstorganisation From curling to wrinkling of naturally curved surfaces: Red blood cell membranes, gift ribbons and PDMS shells 19.8.2015 Prof. Dr. Ed Cussler, NT-MDT Development /US 31.8.2015 Dr. Sergei Magonov, NT-MDT Development /US Expanding atomic force microscopy studies to quantitative and high-resolution mapping of local mechanical and electrical properties

Aktivitäten - Activities

23.9.2015 Prof. Dr.-Ing. Günther Schuh, Fraunhofer IPT RWTH Aachen Campus 24.9.2015 Prof. Dr. Gero Decher, Institut Charles Sadron /FR Layer-by-layer, from principle to practice 24.9.2015 Prof. Dr. Walter Richtering, RWTH Aachen University Surfactants between molecules and particles 24.9.2015 Prof. Dr. Clemens van Blitterswijk, Maastricht University/NL Moulding cells in high throughput at micro, meso, and macro scale for improved tissue (re)generation 16.11.2015 Prof. Dr. Jean-François Lutz, Institut Charles Sadron, Strasbourg /FR Unnatural information-containing macromolecules

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// aktivitäten - activities

vorlesungen – lectures Das Lehrangebot der DWI-Mitarbeiter und der kooperierenden Lehrstühle der RWTH Aachen umfasst mehrere Vorlesungen, Praktika und begleitende Seminare für Studenten der Chemie und anderer Fachrichtungen sowie Kolloquien zu speziellen Themenkreisen. In 2015 (SS 2015 und WS 2015/16) wurden folgende Vorlesungen gehalten: DWI and its collaborating chairs at RWTH Aachen University offer several lectures, practical courses and seminars for students in chemistry and other fields of studies as well as colloquia on special topics. In 2015 (summer term 15, winter term 15/16) the following lecture courses were given:

Dr. P. Buskens / Prof. Dr. M. Möller Funktionelle Beschichtungen: Stand der Technik in der Industrie (SS) PD Dr. M. Fabry Proteinchemie (SS) Biochemische Grundlagen zur zellulären Signalübertragung (WS)

Prof. Dr. U. Schwaneberg / et al. BioSC-Ringvorlesung (SS) Dr. A. Walther / Prof. Dr. M. Möller Einführung in die Makromolekulare Chemie (WS) Soft Matter Nanotechnology (WS)

Prof. Dr. D. Klee / PD Dr. M. Fabry / Prof. Dr. M. Möller Biomaterialien und bioaktive Peptide (SS)

Prof. Dr.-Ing. M. Wessling / Prof. Dr.-Ing. Melin Chemische Verfahrenstechnik (M.Sc.) (SS) Produktentwicklung in der Verfahrenstechnik (SS) Wasser- und Abwassertechnologie (M.Sc.) (SS)

Prof. Dr. D. Klee / PD Dr. M. Fabry / Prof. Dr. M. Möller Biomaterialien und bioaktive Peptide (WS)

Prof. Dr.-Ing. M. Wessling / Dr.-Ing. Yüce Medizinische Verfahrenstechnik (SS)

Dr. A. Kühne / Prof. Dr. M. Möller Allgemeine Technische Chemie und Makromolekulare Chemie (SS) Makromolekulare Chemie F - kontrollierte Polymerisationsverfahren (WS) Makromolekulare Chemie III (WS)

Prof. Dr.-Ing. M. Wessling Grundoperationen der Verfahrenstechnik (WS) Membranverfahren (WS)

Prof. Dr. E.-P. Pâques / Prof. Dr. M. Möller Einführung in die Pluridisziplinarität der industriellen (Pharma-) Forschung und Entwicklung am Beispiel der Pharma-Industrie (WS)

Prof. Dr. U. Schwaneberg Design of Biological Molecules and Systems (WS) Enzymtechnologie (WS)

Prof. Dr. A. Pich / Prof. Dr. M. Möller Technische und Makromolekulare Chemie I (MC) (WS) Dr. R. Rulkens / Prof. Dr. M. Möller Chemie, Technologie und Anwendungen technischer Kunststoffe (SS)

Prof. Dr.-Ing. M. Wessling / PD Dr. Wintgens Industrielle Umwelttechnik (WS)


Aktivitäten - Activities

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// aktivitäten - activities

Abschlussarbeiten – Theses

Alle Professoren des DWIs haben zusätzlich einen Lehrstuhl an der RWTH Aachen inne. In Klammern angegeben sind jeweils der betreuende Professor und die Einordnung in die Forschungsprogramme (FPs) des DWIs. All DWI professors have a chair at RWTH Aachen University. The supervising professor and the attribution to DWI‘s research programs (FPs) are parenthesized.

Bachelorarbeiten – Bachelor theses Al Enezy, Miriam Synthese von Mikrogelen mit VCL-analogen, neuartigen Vernetzern (Prof. Pich, FP2) Awater, Lisa Christina Fouling prevention with heat induced ceramic hollow fiber membranes (Prof. Wessling, FP4)

Boehnke, Tobias Amphiphilic polystyrene particles (Prof. Pich, FP1) Bognar, Michael Analyse von mit Kohlenstoffnanoröhrchen beschichteten Dialysefasern bezüglich Stabilität und Rückhalt (Prof. Wessling, FP4) Brück, Lisa Zinkperoxid-Nanopartikel stabilisiert durch Phosphatzucker (Prof. Pich, FP1)

Arnold, John Philipp Polyether mit Aldehyd-Seitengruppen zur Herstellunng funktioneller Mikrogele (Prof. Möller, FP2)

Chen, Lisa Dynamic modulation of crystallinity in microgel assemblies (Prof. Möller, Dr. Kühne, FP2)

Bender, Benedikt Characterizing ceramic hollow fiber membranes for non-aqueous flow field-flow fractionation (Prof. Wessling, FP4)

Danch, Tiffany Bianca Beschichtung von Mikrofiltrationsmembranen mit Kohlenstoffnanoröhrchen und Polyeletrolyten (Prof. Wessling, FP4)

Berns, Konstantin Einfluss von Rayleigh-Bénard-Kovektion auf das Temperaturprofil an beheizbaren Membranen während der Permeation (Prof. Wessling, FP4)

Falkenberg, Martin Techno-ökonomische Analyse eines Hybrid-MembranProzesses zur Gastrennung (Prof. Wessling, FP4)

Birkelbach, Keanu Synthese von N-Vinylcaprolactam / 4-tert-Butylcyclohexylacrylat-Mikrogelen (Prof. Pich, FP2) Blattner, Georges Frederic Funktionalisierung von Polymersomen mittels Ankerpeptid-eGFP-Fusionsproteinen (Prof. Schwaneberg, FP5)

Fenger, Bastian Kern-Schale-Partikel durch Cer-initiierte grafting-from Polymerisation (Prof. Pich, FP3) Filippov, Sergey Theoretical studies of associating polyelectrolytes (Prof. Potemkin, FP2)


Frede, Tobias Analysis of different aqueous carbon nanotube (CNT) suspensions with respect to their stability and the CNT dispersibility to improve the CNT coating on dialysis fibres (Prof. Wessling, FP4)

Invidia, Stefano Entfernung organischer Spurenstoffe aus dem Ablauf eines Membranbioreaktors mittels Nanofiltration, Ozonung und Aktivkohleadsorption (Prof. Wessling, FP4)

Göbel, Carolin RE-Engineering von FhuA, Insertion in Polymersome und Studien zur Permeabilität (Prof. Schwaneberg, FP5)

Jung, Philippe Determination of the lower critical solution temperature of cross-linked poly (N-isopropylacrylamide-co-Nethylacrylamide) co-polymers and cell adhesion investigations (Prof. Möller, Dr. De Laporte, FP2)

Goris, Franziska Investigation into stability and performance of the Pt/Ir catalysts in the positive half-cell of the air-vanadium redox flow battery (Prof. Wessling, FP4) Gospodinova, Rayna-Eva Trennung und Aufkonzentrierung von weichen und harten Partikeln durch Membranfiltration (Prof. Wessling, FP4) Granitzki, Marcel Charakterisierung des Foulingverhaltens strukturierter Membranen (Prof. Wessling, FP4) Harhues, Tobias Tunable permeation: Heatable silicon carbide membranes with microgel coating (Prof. Wessling, FP3) Hartmann, Jan Nils Modellierung der Verblockung und Filterkuchenbildung an Membranporen (Prof. Wessling, FP4) Hoffmann, Lisa Charakterisierung des Einflusses von Mikrogelcoatings auf die limitierenden Effekte in der Elektrodialyse (Prof. Wessling, FP4) Holzemer-Zerhusen,Philipp Experimentelle Untersuchung elastischer Module einzelner Mikrogel-Partikel (Prof. Wessling, FP4) Hüppe, Natkritta Degradierbare konjugierte Polymerkolloide (Prof. Möller, Dr. Kühne, FP1,2)

Kinzel, Niklas Degradable Vernetzer für funktionale Mikrogele (Prof. Möller, Prof. Pich, FP2) Knoben, Maren Kontinuierliche Valorisierung von Lignin durch elektrochemische Spaltung und in-situ Filtration (Prof. Wessling, FP4) Kocks, Christian Technical and economical evaluation of process options for CO2 and N2 removal from natural gas (Prof. Wessling, FP4) Kollbach, Janna Herstellung und Entwicklung von Mikrofiltration Mixed Matrix Membranen basierend auf PES/PVP-Spinnlösungen (Prof. Wessling, FP4) Koppelmann, Arne In situ-Prozessoptimierung einer Lignin-Filtration mittels Layer-by-Layer Membranbeschichtung (Prof. Wessling, FP4) Lenhart, Jelena Herstellung und Charakterisierung hybrider Microtubes auf CNT-Basis (Prof. Wessling, FP4) Linnartz, Christian Von Makro zu Micro: Downscaling von HohlfasermembranEmulgierung (Prof. Wessling, FP1) Loeker, Denise Dynamic light actuated hydrogels for mechanical stimulation of cells and nerves (Dr. De Laporte, FP 5)


Aktivitäten - Activities

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Lohmann, Sofie Influence of microgel particle size on permeability and selectivity in tunable membranes (Prof. Wessling, FP4)

Rieck, Tim Herstellung und Entwicklung von Mikrofiltration Mixed Matrix Membranen für das „salzfreie“ parametrische Pumpen (Prof. Wessling, FP4)

Martel, Kristina Herstellung und Charakterisierung von bipolaren Membranen mit Mikrogelgrenzschicht (Prof. Wessling, FP3)

Roos, Kai Alexander Homologiemodellierung und Identifizierung von Substraterkennungsresiduen der Rhamnolipidsynthase RhIA (Prof. Schwaneberg, FP5)

Mayer, Carina Ultrafiltration of produced water model emulsions using silicon carbide hollow fiber membranes (Prof. Wessling, FP4)

Ruben, Jens Entwicklung eines modularen Membranmodells in Aspen Custom Modeller (Prof. Wessling, FP4)

Mayers, Jerome Synthesis and characterization of degradable cyclomatrix type phosphazene-colloids - Analysis of the degradation process (Prof. Pich, FP1)

Rushrush, Sandra Protein engineering of laccase for improved ionic liquid resistance (Prof. Schwaneberg, FP5)

Menke, Lara Theresa Development and characterisation of mixes matrix membranes for membrane based pH parametric pumping (Prof. Wessling, FP4) Petran, Benedict Polymerbausteine auf Basis von tBDMSGE und AGE zur Herstellung von amphiphilen Mikrogelen (Prof. Möller, FP2) Pickert, Tobias Kinetcs of enzymatically catalysed ligation and cleavage of linear DNA chains / Kinetik der enzymkatalysierten Ligation und Spaltung linearer DNA Ketten (Prof. Möller, Dr. Walther, FP2) Qurbani, Maryam Molekulares Docking von substraten der alkalischen Protease Subtilisin (Prof. Schwaneberg, FP5)

Schafran, Sandra Herstellung und Charakterisierung sinusförmiger Hohlfasermembranen (Prof. Wessling, FP4) Schmeichel, Alexander Multi-physics pressure swing adsorption simulation of CO2/ H2 separation by microtube adsorbers (Prof. Wessling, FP4) Schmidt, Ben Azide chemistry for covalent attachement of colloids to aramid (Prof. Pich, FP1) Schmidt, Nadine Untersuchung von unterschiedlichen Elektodentypen für die Entsalzung von Wasser durch Kapazitive Deionisierung mit fließfähigen Elektroden (Prof. Wessling, FP4)

Rabe, Jonas Verformung von Mikrogelen in kolloidalen Filterkuchen (Prof. Wessling, FP4)

Schnel, Norman Einfluss der Kanaltopologie in einem Memranreaktor auf die Hydrogenerierung von Hexenol (Prof. Wessling, FP4)

Reimers, Damian Vermeidung von Foilding durch heizbare keramishe Hohlfasermembranen (Prof. Wessling, FP4)

Schopp, Nora Isoeugenolfunktionalisierte Mikrogele mit antibakteriellen Eigenschaften (Prof. Pich, FP2)


Steinbach, Martin Development and investigation of electrodes made of CNT microtubes for capacitive deionization (Prof. Wessling, FP4) Walker, Joanna Catherine Electrically induced fouling prevention with silicon carbide hollow fiber membranes (Prof. Wessling, FP4) Weiand, Matthias Protein engineering of nitrobindin for hybrid catalyst (Prof. Schwaneberg, FP5) Wohland, Julia Patricia Enzymatic pH feedback systems (Prof. Möller, Dr. Walther, FP2) Wypysek, Denis Mathias Charakterisierung von Scaffolds zum Gewebewachsum in einem Mehrkanal-3D-Bioreaktor (Prof. Wessling, FP4) Zipper, Michael Impedanzspektroskopie in der Membrantechnik - eine Literaturrecherche (Prof. Wessling, FP4)

Masterarbeiten - Master theses Abel, Milan Reaktivspinnen: Herstellung von in-situ vernetzten Hohlfasermembranen für die Nanofiltration (Prof. Wessling, FP4) Besirlioglu, Volkan Gelenkte Evolution einer Lipase zur erhöhten Thermostabilität bei 40 °C (Prof. Schwaneberg, FP5) Borloo, Tessa Development of anisotropic hydrogels for tissue engineering purposes (Dr. De Laporte, FP5) Brendel, Karin Smart hybrid system of metal nanoparticles immobilized on thermoresponsive polymer@silica core-shell colloids (Prof. Pich, FP2) Dannemann, Alix Generierung und Expression von FhuA-Varianten und einem Fusionsprotein FhuA-eGFP (Prof. Schwaneberg, FP5) Edel, Svenja Process verification of protein separation through parametric pumping (Prof. Wessling, FP4) Engel, Louisa Expression and Downstream processing of pathogenassociated antigens for T-cell-Diagnosis (Prof. Schwaneberg, FP5) Franken, Max Hendrik Influence of electrode geometries on mixing and resistance times in electrochemical reactors (Prof. Wessling, FP4) Gentruck, Tekin Injectable hydrogel system for organ spacing (Dr. De Laporte, FP5) Hepp, Karl Arturo Modelling of flow-electrode capacitive deionization (Prof. Wessling, FP4)


Aktivitäten - Activities

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Hofmann, Till Development of a recombinant peptide production and purification platform (Prof. Schwaneberg, FP5)

Rohner, Stefan Untersuchungen kinetischer Einflussfaktoren verschiedener Ionenaustauscherharze in Mischbett-Anwendungen (Prof. Pich, FP2)

Jans, Alexander Co-assemblierung von Kolloiden zu photonischen Kristallen mit einer Sol-Gel-Verkapselungsmatrix (Prof. Möller, Dr. Kühne, FP1 )

Sobze Nafak, Henri Marcellin Library generation and optimization of screeing for increasing surface hydrophobicity (Prof. Schwaneberg, FP5)

Juraschek, Thomas (Prof. Böker, FP3)

Schmitz, Annika Sophie Monomergewinnung aus Lignin mit Hilfe eines kontinuierlichen elektrochemischen Prozesses und Membranfiltration (Prof. Wessling, FP4)

Lang, Maximilian Funktionale magnetische Mikrogel-Nanopartikelkomposite (Prof. Pich, FP2) Licht, Christopher Polyurethane-based hydrogels for tissue engineering (Prof. Pich, FP5)

Steeger, Julia Synthese und Charakterisierung biomimetrischer Mikroreaktoren auf Hydrogel-Basis (Prof. Wessling, FP4,5)

Mäkiniemi, Roi Oskari Self-assembled, nacre-mimetic polymer/clay nanocomposites with electric and ionic conductivities (Prof. Möller, FP3)

Szymczyk, Nicole Investigating flow patterns for Rayleigh-Bénard convection during membrane permeation (Prof. Wessling, FP4)

Mikosch, Annabel Co-assemblierung von Kolloiden zu photonischen Kristallen mit einer Sol-Gel-Verkapselungsmatrix (Prof. Möller, Dr. Kühne, FP1)

Tauber, Catrin Simone Synthesis of enzymatically degradable nanogels prepared by microfluidizer (Prof. Möller, FP2)

Peters, Jens Development of an electrochemical flow-through reactor for the valorization of lignin (Prof. Wessling, FP4)

Thies, Sabrina Synthese von degradablen Poly-(N-Vinylcaprolactam) Nanogelen für Anwendungen in der Theranostik (Prof. Pich, FP5)

Polovnikov, Kirill Self-assemly of comblike macromolecules with rigid side chains (Prof. Potemkin, FP2)

Töpel, Alexander Fe2O3/hydrogel hybrid colloids (Prof. Pich, FP1)

Portnov, Ivan Computer simulations of finite-size clusters in solutions of hydrophobic polyelectrolytes (Prof. Potemkin, FP2) Poschadel, Thomas Ratiometric fluorescent viscosity probes (Prof. Möller, Dr. Walther, FP1)

Trieu, Tony Characterization of fouling behaviour on flat-sheet and hollow-fiber membranes via impedance spectroscopy (Prof. Wessling, FP4) Waltermann, Thomas Dynamic modeling of a parametric pumping process for the enrichment of proteins from an aqueous solution (Prof. Wessling, FP4)


Weiler, Lukas Semi-rational investigation of an esterase employing saturation mutagenesis (Prof. Schwaneberg, FP5) Wefing, Patrick Biofunktionalisierung von PDMS mithilfe von Grenzoberflächenpolymerisation und Untersuchung der Zellinteraktion (Prof. Wessling, FP5) Wenjing, Xu Water-soluble reactive copolymers based on cyclic N-vinylamides with amine side groups for nanogel synthesis (Prof. Pich, FP2) Wolff, Hanna Hollow-fiber emulsification for liquid-liquid extraction (Prof. Wessling, FP1,4) Yavuz, Volkan Nanocrystal/polymer hybrid materials for LED-applications (Prof. Pich, FP1)

Promotionen – phd Theses Cheng, Feng Protein engineering of a therapeutic enzyme arginine deiminase (Prof. Schwaneberg, FP5) Couthouis, Justine Polyurethanes based on polyacrylate-soft segments and PU-hard segments for cosmetic application (Prof. Möller, FP3) Das, Paramita Water-borne self-assembled polymer/nanoclay-based nacre-mimetics with superior mechanical and functional properties (Prof. Möller, Dr. Walther, FP2) Dörmbach, Karla Fe2O3-based hybrid colloids (Prof. Pich FP1,2)

Diplomarbeit– Diploma thesis

Femmer, Tim Rapid prototyping of membranes and membrane devices (Prof. Wessling, FP4)

Waringo, Michel Study of adsorption of propane and propene in GLE-cell in the presence of silver nanoparticles (Prof. Pich, FP2)

Fraunkron-Macedjou, Josiane Deciphering rationales that determine the resistance of a lipase towards non-conventional media (Prof. Schwaneberg, FP5) Heinze, Daniel Oligomere Polyvinylester zur Entwicklung duktiler Polyvinylacetat-Barrierematerialien (Prof. Möller, FP3)


Hoffmann, Stefanie (Postel) A systematic investigation of transport phenomena in organic solvent nanofiltration (Prof. Wessling, FP4) Kardashliev, Tsvetan Directed evolution of DNA polymerases for advancement of the SeSaM mutagenesis method and biotransformations with P450 BM3 monooxygenase (Prof. Schwaneberg, FP5) Kriescher, Stefanie Electrochemical CO2 Reduction (Prof. Wessling, FP4) Kugler, Kurt Electrochemical nitrogen reduction for ammonia synthesis (Prof. Wessling, FP4) Lazar, Marina Silicone based membranes for organic solvent nanofiltration (Prof. Wessling, FP4) Nachev-Wilke, Philip Zinc oxide based hybrid polymer materials (Prof. Pich, FP2,5) Park, Hyunji (Prof. Böker, FP3) Pitzler, Christian Novel flow cytometer-based platforms for directed evolution (Prof. Schwaneberg, FP5)

Aktivitäten - Activities

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Schröder, Ricarda Polyampholyte microgels with complex structures (Prof. Pich, FP2) Schulte, Björn Polyether-prepolymer building blocks for the synthesis of microgels and multicomponent microgels (Prof. Möller, FP2) Topuz, Fuat Funcional star-type polyethylene glycol copolymers for hydrogels and biohybrid gels (Prof. Möller, FP2) Wang, Huihui Enzymatic synthesis of silicone dioxide capsules with tunable size, morphology and functionality (Prof. Böker, FP3) Wormann, Thomas Interphase modification and characterisation in p-aramid/ glass fibre epoxy model composites (Prof. Möller, FP3) Zhao, Jing Directed evolution and computational analysis of ionic liquid resistant lipase variants (Prof. Schwaneberg, FP5)


// Aktivitäten - Activities

Vorträge – Talks Jeweils in Klammern ist die Zuordnung zu den Forschungsprogrammen (FPs) des DWIs angegeben. The attributions to DWI‘s research programs (FPs) are parenthesized. M. Barth Enzymatically active pepsin membranes prepared by interfacial polymerization Euromembrane 2015, Aachen (FP4) H. Breisig Droplet-based liquid-liquid extraction inside a hollow-fiber membrane Euromembrane 2015, Aachen (FP1)

L. De Laporte The potential applications and fabrication methods of anisometric microgels Summer School RWTH - Georgia Tech University Aachen (FP5) (invited) L. De Laporte Smart delivery systems to support tissue regeneration 6th BSRT Symposium “Revealing Prometheus secrets” Charité, Berlin (FP5) (invited)

L. De Laporte Material concepts for spinal cord repair Umbrella meeting Technion, Haifa, Israel (FP5) (invited)

L. De Laporte Current technologies for tissue & organ regeneration and their clinical perspective (FP5)

L. De Laporte Material concepts for spinal cord repair Seleca Meeting, Osaka, Japan (FP5) (invited)

L. De Laporte Material concepts for spinal cord repair Physiologisches Kolloquium, Uniklinkum Aachen (FP5) (invited)

L. De Laporte Testing of mechanosensititvity of cells with dynamic hydrogels Engineering of functional interfaces, Hannover (FP5) (invited)

A. Kühne Fluorescent colloids for bioinspired photonics and biomedical imaging Helmholtz Symposium, Aachen (FP1) (invited)

L. De Laporte Material concepts for spinal cord repair Synthetic Biology meets Bioinspired Materials Dresden (FP5) (invited)

A. Kühne Conjugated polymer particles for photonic and biomedical applications University of Havanna, Havanna, Cuba (FP1) (invited) A. Kühne Novel conjugated polymer colloids for organic photonics F-pi 12 Conference, Seattle, USA (FP1)


A. Kühne Monodisperse conjugated polymer colloids for application in photonics and bio‐imaging University of Arizona, Tucson, USA (FP1) (invited) A. Kühne Novel conjugated polymer colloids with applications in photonics SPIE conference, San Diego, USA (FP1) (invited) T. Repenko, A. Kühne Near-infrared (NIR) emitting conjugated polymers for biomedical applications SPIE conference, San Diego, USA (FP5) D. Go, A. Kühne Adaptable and dynamic soft colloidal photonics SPIE conference, San Diego, USA (FP1) A. Kühne Monodisperse conjugated polymer colloids for application in photonics and bio‐imaging Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung Leipzig (FP1) (invited) A. Kühne Monodisperse conjugated polymer colloids for application in photonics and bio-imaging Leibniz-Institut für Neue Materialien, Saarbrücken (FP1) (invited) D. Mann Tuning the plasmon resonance of polystyrene-Au and polystyrene-Ag core-shell particles: What is theoretically possible and what is realized in practice? MRS Fall Meeting & Exhibit, Boston, USA (FP1) M. Möller Symposium gravitation program Eindhoven University of Technology, Niederlande (FP2) (invited)

Aktivitäten - Activities

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M. Möller Soft-Matter-Forschung an der RWTH Aachen University Gründungskolloquium JARA-SOFT, Jülich (FP2) (invited) M. Möller Lichtgetriebene Mikrostrukturen – von passiven Hydrogelen zu sich autonom bewegenden Mikroobjekten Akademie der Wissenschaften, Düsseldorf (FP2) (invited) M. Möller Functional and light-actuated microgels – From responsive hydrogels towards microscopic locomotor systems European Polymer Congress, Dresden (FP2) (invited) M. Möller Karman Conference, Vaalsbroek, Niederlande (FP2) M. Möller SEPAWA-Landesgruppentagung, Aachen (FP5) (invited) M. Möller Functional and light-actuated microgels – From responsive hydrogels towards microscopic locomotor systems 249th ACS National Meeting, Denver, USA (FP2) (invited) M. Möller Rumänische Akademie der Wissenschaften (FP5) (invited) M. Möller Biogel Meeting, Valadolid, Spanien (FP5) A. Pich Multifunctional hybrid microgels 4th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials, Sitges, Spanien (FP2) A. Pich Hybrid responsive capsules ACS Meeting, Denver, USA (FP2)


A. Pich Nanogel-based capsules with controlled permeability EMRS Meeting, Lille, Frankreich (FP2) A. Pich Polyampholyte microgels European Polymer Congress, Dresden (FP2) A. Pich Reactive copolymers for bioconjugation Bayreuther Polymer Symposium, Bayreuth (FP2/FP5) (invited) A. Pich Dechema, Vorstellung SFB 985, Frankfurt (FP2) A. Pich Switchable microgel catalysts for liquid phase processes APCTOC Conference, Lviv, Ukraine (FP2) I. Potemkin Towards understanding of the solvent vapor annealing of block copolymer films International Conference on the Frontiers of Polymers and Advanced Materials 2015, Marrakesh, Marokko (FP3) (invited) I. Potemkin Intraparticle segregation of structurally homogeneous polyelectrolyte microgels caused by long-range Coulomb repulsion (bio)Macromolecular Ionic Systems, Cesky Krumlov, Tschechische Republik (FP2) I. Potemkin Surface activity from molecules to soft particles European Polymer Congress, Dresden (FP3/FP2) I. Potemkin Swelling and collapse of polyelectrolyte nanogels: new insight into physics of the phenomenon International workshop “Theory and Computer Simulation of Polymers: New Developments”, Halle (FP2) (invited)

I. Potemkin Peculiarity of swelling and collapse of polymer microgels and their interfacial activity International Symposium on Amphiphilic Polymers, Networks, Gels and Membranes, Budapest, Hungary (FP3) K. Rahimi Using empyrean for soft matter application European X-Ray Days 2015 (FP3) (invited) H. Roth, Y. Gendel, P. Buzatu, O. David, M. Wessling Removal of persistent organic pollutants via a cyclic adsorption - Electro-Fenton process with tubular CNTbased gas diffusion electrode 11. Aachener Tagung Wassertechnologie (ATW) (FP4) A. Rommerskirchen Water desalination by continuous flow-electrode capacitive deionization Euromembrane 2015, Aachen (FP4) K. Schäfer Binding of carrier systems to textiles. Meeting with CENTEXBEL, Aachen (FP2) U. Schwaneberg Tailor-made proteins for interactive materials Leibniz Institute for Polymer Research Max Bergmann Center of Biomaterials, Dresden (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein engineering for material science Bayer CropScience, Lyon, Frankreich (FP5) U. Schwaneberg Engineering for industrial biotechnology Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, CAS Tianjing, China (FP5) (invited)


U. Schwaneberg Directed enzyme evolutuion: Concepts and lessons Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Osaka University, Japan (FP5) (invited) U. Schwaneberg Steering directed enzyme evolution: Concepts and lessons Qingdao Institute of Bionergy and Bioprocess Technology (QIBEBT) Qingdao, China U. Schwaneberg Steering directed enzyme evolution: Concepts and lessons East China University of Science and Technology Shanghai, China (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein Engineering Henkel Laundry & Home Care Technolgoy, Advisory Board Meeting, Düsseldorf (FP5) (invited) U. Schwaneberg Kolloquimsvortrag zu aktuellen Themen des Proteinengineerings Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung Potsdam (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein engineering for biocatalysis TU Graz, Österreich (FP5) (invited) U. Schwaneberg Eine durchflusszytometriebasierte Durchmusterungstechnologieplattform für die gelenkte Enzymevolution Deutsche Biotechnologietage 2015, Köln (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein engineering for biocatalysis 2nd International NanoBioTechnology Symposium Köycegiz, Türkei (FP1/FP5) (invited)

Aktivitäten - Activities

U. Schwaneberg Anchor peptides, adhesion promotors Evonik, Essen (FP5) (invited) U. Schwaneberg Engineering for industrial biotechnology applications Amano Enzyme Inc., Gifu, Japan (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein engineering for biocatalysis Chemical Biology, University of Konstanz Konstanz (FP5) (invited) U. Schwaneberg Protein engineering Deutsche Botschaft Moscow, Russland (FP5) (invited) A. Walther Self-assembled nacre-mimetic nanocomposites Hybrid Materials Conference, Sitges, Spain (FP2) A. Walther Programmed to self-destruct: Dynamic soft materials via non-equilibrium self-assembly Makromolekulare Kolloquium, Freiburg (FP2) (invited) A. Walther Programmed to self-destruct: From passive switching to active self-regulation in responsive self-assemblies European Polymer Congress, Dresden (FP2) (invited) A. Walther Static and dynamic bioinspired, self-assembled materials Bayreuth SFB Kolloquium, Bayreuth (FP5, FP2) (invited) A. Walther Self-assembled, thick nacre-mimetic fire barrier coatings BASF, Ludwigshafen, Germany (FP2) (invited)

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A. Walther Bioinspired, self-assembled nacre-mimetics and nanocellulose nanocomposites Natural Polymers Conference, Kottayam, India (FP2) (invited)

M. Wessling Free form fabrication of membrane devices Jahrestreffen der ProcessNet Fachgruppen „Membrantechnik“, Bremen (FP4) (invited)

A. Walther Static and dynamic bioinspired, self-assembled colloidal materials IPCG Conference, New Hampshire, USA (FP5/FP2) (invited)

M. Wessling Generative Fertigung verfahrenstechnischer Grundoperationen DECHEMA Praxisforum, Frankfurt (FP4) (invited)

A. Walther Precision programming of self-assemblies in the time domain ACS Meeting, Boston, USA (FP2) (invited)

M. Wessling Understanding and tuning ion transport through synthetic membranes Kármán Conference, Vaalsbroek Castle Vaalsbroek, Netherlands (FP4)

A. Walther From passive switching to active self-regulation in responsive self-assemblies Kármán Conference (FP2) A. Walther Static and dynamic bioinspired, self-assembled materials Universität Mainz (FP2) (invited) M. Wessling Membrantechniken zur Aufreinigung von Produkten und selektiven Abtrennung von unerwünschten Nebenprodukten oder nicht umgesetzten Ausgangsstoffen; Aufkonzentrierung von Stoffen; In-situ Biomasseabtrennung in Fermentationen BioSC Integrationsforum, Aachen (FP4) (invited) M. Wessling Quo vadis Membrantechnik? - Historie und Ausblick DGMT Tagung, Kassel (FP4) (invited) M. Wessling New insights in ion transport Advanced Membrane Conference, Sicily, Italy (FP4) (invited)

M. Wessling Rapid prototyping of chemical engineering devices Summer Lecture, Ankara, Türkei (FP4) (invited) M. Wessling Ion transport: from biological inspiration to technical realization Summer Lecture, Ankara, Türkei (FP4) (invited) M. Wessling EnPEn - Modelling ion transport through architectures of n Electrolytes and n Polyelectrolytes CDI&E 2015, Saarbrücken (FP4) (invited) M. Wessling Desalination 3.0 150 years BASF, Shanghai, China (FP4) (invited)


Aktivitäten - Activities

// Aktivitäten - Activities

Poster – POsters Fourth International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials (Hybrid Materials 2015) Sitges, Spanien, 9-13. März 2015 D. Cortes, S. Kühl, A. Pich, M. Möller Cyclo-matrix-type polyphosphazene-colloids for flame Retardancy applications JARA-SOFT: Soft Matter Science Aachen, 13.05.2015 R. Tiwari Narrowly dispersed microgels with high charge density via emulsion polymerization 15th International Association of Colloid and Interface Scientists Mainz, 24.-29.05.2015 R. Tiwari Narrowly dispersed amphiphatic and ampholytic microgels with internal nanostructure and hydrophobic pockets Frontiers in Polymer Science Riva del Garda, Italien, 20.-22.05.2015 D. Cortes, S. Kühl, A. Pich, M. Möller Cyclo-matrix-type polyphosphazene-colloids for flame retardancy applications S. Mommer, H. Keul, M. Möller Tailored thiol-functional polyamides: Synthesis and Characterization 5th International Colloids Conference Amsterdam, 21.-24.06.2015 R. Tiwari Narrowly dispersed amphiphatic and ampholytic microgels with internal nanostructure and hydrophobic pockets 4th International Workshop „Theory and Computer Simulations of Polymers: New Developments“ 28.06.–01.07.2015; Martin-Luther-University, Halle (Saale) A. M. Rumyantsev, R. R. Gumerov, I. I. Potemkin Polymer microgel at the interface of two immiscible liquids

Biotrans Wien, 26.-30.07.2015 L. Weber, S. Knopp, M. Rahimi, F.Jakob, U. Schwaneberg Anchor peptides: A green immobilization technology for plant protection & plant health C. Novoa, S. Islam, D. Mate, F. Jakob, U. Schwaneberg Universal screening platform for enzymatically modified charged molecules Academia meets Industry – Bridge the Gap: Vernachlässigte Erkrankungen und Tropenkrankheiten, 19.11.2015, Eschborn R. Meurer, D. Schmitz, K. Schaefer, A. Pich, M. Moeller Functional microgels as carriers of insecticides for the insect-proofing of textiles Aachen-Dresden International Textile Conference Eurogress Aachen, 26.-27.11.2015 D. Go, P. Lott, M. Opitz, J. Stollenwerk, B. Roling, H. Thomas, A.J.C. Kühne Carbon fiber supercaps with hierarchical porosity D. Berg, K. Schaefer, K., M. Moeller Application of chain extenders in the production of polyester fibres from post-consumer poly(ethylene terephthalate) M. Swaton‐Höckels, K. Peter, M. Möller Hydrophilization of a nonpolar PP fiber surface by migration of a hydrophobic additive and its conversion to a hydrophilic one M. Düzdemir, A. Walther Catechol‐based adhesive systems V. Houben, K. Peter, M. Möller Soil‐release coatings with switchable wetting for non‐ washable textiles B. Dittrich, B. Ohs, M. Wessling, M. Möller Siloxane membranes for gas separation E. Heine, H. Keul, J. Köhler Antimicrobial azetidinium‐functionalized polymers

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publikationen – Publications FP1 - Synthiofluidics 3438 Zhang, C., Yan, K., Hu, C., Zhao, Y., Chen, Z., Zhu, X., & Möller, M. (2015). Encapsulation of enzymes in silica nanocapsules formed by an amphiphilic precursor polymer in water. Journal of Materials Chemistry B, 3(7), 1261-1267. 3439 Malineni, J., Keul, H., & Möller, M. (2015). An Efficient N‐Heterocyclic Carbene‐Ruthenium Complex: Application Towards the Synthesis of Polyesters and Polyamides. Macromolecular Rapid Communications, 36(6), 547-552. 3440 Shcherbina, M. A., Bakirov, A. V., Yan, L., Beginn, U., Zhu, X., Möller, M., & Chvalun, S. N. (2015). Self-assembling of tapered benzenesulfonate based dendrons with bulky aromatic focal groups. Mendeleev Communications, 25(2), 142-144. (ebenfalls Teil des FP Aqua Materials) 3441

Fajzulin, I., Zhu, X., & Möller, M. (2015). Nanoparticulate inorganic UV absorbers: a review. Journal of Coatings Technology and Research, 12(4), 617-632.

3442 Femmer, T., Jans, A., Eswein, R., Anwar, N., Moeller, M., Wessling, M., & Kuehne, A. J. (2015). High-throughput generation of emulsions and microgels in parallelized microfluidic drop-makers prepared by rapid prototyping. ACS applied materials & interfaces, 7(23), 12635- 12638. 3443

Kolomytkin, D. O., Elmanovich, I. V., Abramchuk, S. S., Tsarkova, L. A., Pospiech, D., Möller, M., ... & Khokhlov, A. R. (2015). Raspberry-like Pt clusters with controlled spacing produced by deposition of loaded block copolymer micelles from supercritical CO2. European Polymer Journal, 71, 73-84.

3444

Pigaleva, M. A., Bulat, M. V., Bondarenko, G. N., Abramchuk, S. S., Laptinskaya, T. V., Gallyamov, M. O., ... & Möller, M. (2015). Formation of Easy-to-Recover Polystyreneblock-Poly (4-vinylpyridine) Micelles Decorated with Pd Nanoparticles in Solutions of Self-Neutralizing Carbonic Acid. ACS Macro Letters, 4(7), 661-664.

3445

Doermbach, K., & Pich, A. (2015). Facile synthesis of dumbbell-shaped multicompartment nanoparticles. Nanoscale, 7(20), 9169-9173.

3446

Schroeder, R., Rudov, A. A., Lyon, L. A., Richtering, W., Pich, A., Potemkin, I. I. Electrostatic interactions and osmotic pressure of counterions control pH-dependent swelling and collapse of polyampholyte microgels with random distribution of ionizable groups Macromolecules 2015 DOI: 10.1021/acs.macromol.5b01305.

3447

Femmer, T., Kuehne, A. J., Torres-Rendon, J., Walther, A., & Wessling, M. (2015). Print your membrane: Rapid prototyping of complex 3D-PDMS membranes via a sacrificial resist. Journal of Membrane Science, 478, 12-18. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Transport, Reaction and Exchange Systems)

3448

Anwar, N., Rix, A., Lederle, W., & Kuehne, A. J. (2015). RGD-decorated conjugated polymer particles as fluorescent biomedical probes prepared by Sonogashira dispersion polymerization. Chemical Communications, 51(45), 9358-9361. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Biointerface and Biohybrid Systems)

3449

Asmolov, E. S., Dubov, A. L., Nizkaya, T. V., Kuehne, A. J., & Vinogradova, O. I. (2015). Principles of transverse flow fractionation of microparticles in superhydrophobic channels. Lab on a Chip, 15(13), 2835-2841.


3450 Ciftci, S., & Kuehne, A. J. (2015). Monodisperse Conjugated Polymer Particles via Heck Coupling A Kinetic Study to Unravel Particle Formation in Step-Growth Dispersion Polymerization. Macromolecules, 48(22), 8389-8393.

Aktivitäten - Activities

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3457 Birkholz, M. N., Agrawal, G., Bergmann, C., Schröder, R., Lechner, S. J., Pich, A., & Fischer, H. (2015). Calcium phosphate/microgel composites for 3D powderbed printing of ceramic materials. Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Biointerface and Biohybrid Systems)

FP2 – Aqua Materials 3451

Koehler, J., Kuehne, A. J. C., Piermattei, A., Qiu, J., Keul, H. A., Dirks, T., Keul, H. ... & Moeller, M. (2015). Polyglycidol-based metal adhesion promoters. Journal of Materials Chemistry B, 3(5), 804-813.

3452

Marquardt, F., Keul, H., & Möller, M. (2015). Straightforward synthesis of phosphate functionalized linear polyglycidol. European Polymer Journal, 69, 319-327.

3453 Couthouis, J., Keul, H., & Möller, M. (2015). MALDI‐TOF Analysis of Halogen Telechelic Poly(methyl methacrylate)s and Poly(methyl acrylate)s Prepared by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) or Single Electron Transfer‐Living Radical Polymerization (SET‐LRP). Macromolecular Chemistry and Physics, 216(17), 1791-1800. 3454 Singh, S., Demco, D. E., Rahimi, K., Fechete, R., Rodriguez‐Cabello, J. C., & Möller, M. (2016). Coacervation of Elastin‐Like Recombinamer Microgels. Macromolecular rapid communications, 37(2), 181-186. Available online in October 2015 3455

Malineni, J., Keul, H., & Möller, M. (2015). A green and sustainable phosphine-free NH C-ruthenium catalyst for selective oxidation of alcohols to carboxylic acids in water. Dalton Transactions, 44(39), 17409-17414.

3456 Kapiti, G., Keul, H., & Möller, M. (2015). Organocatalytic polymerization of ethylene carbonate. Materials Today Communications, 5, 1-9.

3458

Wilke, P., Coger, V., Nachev, M., Schachschal, S., Million, N., Barcikowski, S., ... & Pich, A. (2015). Biocompatible microgel-modified electrospun fibers for zinc ion release. Polymer, 61, 163-173. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Biointerface and Biohybrid Systems)

3459 Schmid, A. J., Schroeder, R., Eckert, T., Radulescu, A., Pich, A., & Richtering, W. (2015). Synthesis and solution behaviour of stimuli sensitive zwitterionic microgels. Colloid and Polymer Science, 293(11), 3305 3318. 3460

Scherzinger, C., Balaceanu, A., Hofmann, C. H., Schwarz, A., Leonhard, K., Pich, A., & Richtering, W. (2015). Cononsolvency of mono-and di-alkyl N-substituted poly (acrylamide) s and poly (vinyl caprolactam). Polymer, 62, 50-59.

3461 Jia, H., Schmitz, D., Ott, A., Pich, A., & Lu, Y. (2015). Cyclodextrin modified microgels as “nanoreactor” for the generation of Au nanoparticles with enhanced catalytic activity. Journal of Materials Chemistry A, 3(11), 6187- 6195. 3462

Peng, H., Kather, M., Rübsam, K., Jakob, F., Schwaneberg, U., & Pich, A. (2015). Water-Soluble Reactive Copolymers Based on Cyclic N-Vinylamides with Succinimide Side Groups for Bioconjugation with Proteins. Macromolecules, 48(13), 4256-4268.


3463 Breisig, H., & Wessling, M. (2015). Droplet formation and shrinking in aqueous two phase systems using a membrane emulsification method. Biomicrofluidics, 9(4), 044122.

3470

Heuser, T.; Steppert, A.-K.; Molano-Lopez, C.; Zhu, B.; Walther, A.: (2015). A Generic Concept to Program the Time Domain of Self-Assemblies with a Self-Regulation Mechanism, Nano Lett., 15, 2213

3464 Heinen, L., & Walther, A. (2015). Celebrating Soft Matter‘s 10th Anniversary: Approaches to program the time domain of self assemblies. Soft matter, 11(40), 7857-7866.

3471

Das, P., Malho, J. M., Rahimi, K., Schacher, F. H., Wang, B., Demco, D. E., & Walther, A. (2015). Nacre-mimetics with synthetic nanoclays up to ultrahigh aspect ratios. Nature communications, 6.

3465 Heuser, T., Weyandt, E., & Walther, A. (2015). Biocatalytic Feedback‐Driven Temporal Programming of Self‐Regulating Peptide Hydrogels. Angewandte Chemie International Edition, 54(45), 13258-13262. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Synthiofluidics)

3472 Wang, B., Torres-Rendon, J. G., Yu, J., Zhang, Y., & Walther, A. (2015). Aligned bioinspired cellulose nanocrystal-based nanocomposites with synergetic mechanical properties and improved hygromechanical performance. ACS applied materials & interfaces, 7(8), 4595-4607.

3466

Tiwari, R., Heuser, T., Weyandt, E., Wang, B., & Walther, A. (2015). Polyacid microgels with adaptive hydrophobic pockets and ampholytic character: synthesis, solution properties and insights into internal nanostructure by cryogenic-TEM. Soft matter, 11(42), 8342-8353.

3467 Mäkiniemi, R. O., Das, P., Hönders, D., Grygiel, K., Cordella, D., Detrembleur, C....& Walther, A. (2015). Conducting, self-assembled, nacre-mimetic polymer/clay nanocomposites. ACS Applied Materials & Interfaces, 7(29), 15681-15685. 3468 Zhu, B., Jasinski, N., Benitez, A., Noack, M., Park, D., Goldmann, A. S., ... & Walther, A. (2015). Hierarchical Nacre Mimetics with Synergistic Mechanical Properties by Control of Molecular Interactions in Self‐Healing Polymers. Angewandte Chemie International Edition, 54(30), 8653-8657. 3469 Tiwari, R., & Walther, A. (2015). Strong anionic polyelectrolyte microgels. Polymer Chemistry, 6(31), 5550-5554.

3473

Wang, B., & Walther, A. (2015). Self-Assembled, Iridescent, Crustacean-Mimetic Nanocomposites with Tailored Periodicity and Layered Cuticular Structure. ACS nano, 9(11), 10637-10646.

3474

Schulte, B., Rahimi, K., Keul, H., Demco, D.E., Walther, A., Möller, M. (2015) Blending of reactive prepolymers to control the morphology and polarity of polyglycidol based microgels Soft Matter 11, 943-953

3475 Jasinski, N., Lauer, A., Stals, P. J., Behrens, S., Essig, S., Walther, A., ... & Barner-Kowollik, C. (2015). Cleaning the Click: A Simple Electrochemical Avenue for Copper Removal from Strongly Coordinating Macromolecules. ACS Macro Letters, 4(3), 298-301. 3476 Rumyantsev, A. M., Rudov, A. A., & Potemkin, I. I. (2015). Communication: Intraparticle segregation of structurally homogeneous polyelectrolyte microgels caused by long-range Coulomb repulsion. The Journal of Chemical Physics, 142(17), 171105.


3477

Geisel, K., Rudov, A. A., Potemkin, I. I., & Richtering, W. (2015). Hollow and Core–Shell Microgels at Oil– Water Interfaces: Spreading of Soft Particles Reduces the Compressibility of the Monolayer. Langmuir, 31(48), 13145-13154.

3478

Olsén, P., Odelius, K., Keul, H., & Albertsson, A. C. (2015). Macromolecular Design via an Organocatalytic, Monomer-Specific and Temperature-Dependent “On/Off Switch”. High Precision Synthesis of Polyester/Polycarbonate Multiblock Copolymers. Macromolecules, 48(6), 1703-1710.

3479 Jutz, G., van Rijn, P., Santos Miranda, B., & Böker, A. (2015). Ferritin: a versatile building block for bio nanotechnology. Chemical Reviews, 115(4), 1653-1701. 3480 Grosch, J. H., Loderer, C., Jestel, T., Ansorge-Schumacher, M., & Spieß, A. C. (2015). Carbonyl reductase of Candida parapsilosis– Stability analysis and stabilization strategy. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 112, 45-53. 3481

Begemann, J., & Spiess, A. C. (2015). Dual lifetime referencing enables pH‐control for oxidoreductions in hydrogel‐stabilized biphasic reaction systems. Biotechnology journal.

3482

Grosch, J. H., Sieben, M., Lattermann, C., Kauffmann, K., Büchs, J., & Spieß, A. C. (2015). Enzyme activity deviates due to spatial and temporal temperature profiles in commercial microtiter plate readers. Biotechnology journal.

Aktivitäten - Activities

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FP3 – Macromolecular Films and Interfaces 3483

Dubov, A. L., Mourran, A., Möller, M., & Vinogradova, O. I. (2015). Regimes of wetting transitions on superhydrophobic textures conditioned by energy of receding contact lines. Applied Physics Letters, 106(24), 241601.

3484

Topuz, F., Möller, M., & Groll, J. (2015). Covalently layer-by-layer assembled homogeneous nanolayers with switchable wettability. Polymer Chemistry, 6(25), 4690-4697.

3485 Zhao, Y., Chen, Z., Zhu, X., & Möller, M. (2015). Silica nanoparticles catalyse the formation of silica nanocapsules in a surfactant-free emulsion system. Journal of Materials Chemistry A, 3(48), 24428 24436. 3486 Mourran, A., Wu, Y., Gumerov, R. A., Rudov, A., Potemkin, I. I., Pich, A., & Möller, M. (2015). When colloidal particles become polymer coils. Langmuir. 3487

Femmer, T., Kuehne, A. J., & Wessling, M. (2015). Estimation of the structure dependent performance of 3-D rapid prototyped membranes. Chemical Engineering Journal, 273, 438-445.

3488

Ogieglo, W., Wormeester, H., Eichhorn, K. J., Wessling, M., & Benes, N. E. (2015). In situ ellipsometry studies on swelling of thin polymer films: A review. Progress in polymer science, 42, 42-78.

3489 Tigges, T., Hoenders, D., & Walther, A. (2015). Preparation of Highly Monodisperse Monopatch Particles with Orthogonal Click‐Type Functionalization and Biorecognition. Small, 11(35), 4540-4548. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Aqua Materials)


3490 Vuoriluoto, M., Orelma, H., Johansson, L. S., Zhu, B., Poutanen, M., Walther, A., ... & Rojas, O. J. (2015). Effect of Molecular Architecture of PDMAEMA–POEGMA Random and Block Copolymers on Their Adsorption on Regenerated and Anionic Nanocelluloses and Evidence of Interfacial Water Expulsion. The Journal of Physical Chemistry B, 119(49), 15275-15286. 3491 Park, H., Rosencrantz, R. R., Elling, L., & Böker, A. (2015). Glycopolymer Brushes for Specific Lectin Binding by Controlled Multivalent Presentation of N‐Acetyllactosamine Glycan Oligomers. Macromolecular rapid communications, 36(1), 45-54. 3492 Liedel, C., Lewin, C., Tsarkova, L., & Böker, A. (2015). Reversible Switching of Block Copolymer Nanopatterns by Orthogonal Electric Fields. Small, 11(45), 6058-6064. 3493 Kathrein, C. C., Bai, W., Currivan-Incorvia, J. A., Liontos, G., Ntetsikas, K., Avgeropoulos, A., ... & Ross, C. A. (2015). Combining Graphoepitaxy and Electric Fields toward Uniaxial Alignment of Solvent-Annealed Polystyrene–b–Poly (dimethylsiloxane) Block Copolymers. Chemistry of Materials, 27(19), 6890-6898. 3494 Wu, L., Glebe, U., & Böker, A. (2015). Surface-initiated controlled radical polymerizations from silica nanoparticles, gold nanocrystals, and bionanoparticles. Polymer Chemistry, 6(29), 5143-5184. 3495 Kathrein, C. C., Kipnusu, W. K., Kremer, F., & Böker, A. (2015). Birefringence Analysis of the Effect of Electric Fields on the Order–Disorder Transition Temperature of Lamellae Forming Block Copolymers. Macromolecules. 48(10), 3354-3359.

3496

Buskens, P., Mourad, M., Meulendijks, N., van Ee, R., Burghoorn, M., Verheijen, M., & van Veldhoven, E. (2015). Highly porous, ultra-low refractive index coatings produced through random packing of silicated cellulose nanocrystals. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 487, 1-8.

3497 Pikina, E. S., Ostrovskii, B. I., & de Jeu, W. H. (2015). Thinning and thickening of free-standing smectic films revisited. The European Physical Journal E, 38(3), 1-22. 3498

Stocco, A., & Möhwald, H. (2015). The influence of long-range surface forces on the contact angle of nanometric droplets and bubbles. Langmuir, 31(43), 11835-11841.

3499

Geisel, K., Rudov, A. A., Potemkin, I. I., & Richtering, W. (2015). Hollow and Core–Shell Microgels at Oil–Water Interfaces: Spreading of Soft Particles Reduces the Compressibility of the Monolayer. Langmuir, 31(48), 13145-13154.

3500

De Jeu, W., Rahimi, K., Ziener, U., Vill, R., Herzig, E., Müller-Buschbaum, P., Möller, M. Mourran, A. (2016) Substituted Septithiophenes with End Groups of Different Size: Packing and Frustration in Bulk and Thin Films Langmuir, 2016, 32 (6), pp 1533–1541. Availabe online in 2015.

3501 Kathrein, C. C., Bai, W., Currivan-Incorvia, J. A., Liontos, G., Ntetsikas, K., Avgeropoulos, A., ... & Ross, C. A. (2015). Combining Graphoepitaxy and Electric Fields toward Uniaxial Alignment of Solvent-Annealed Polystyrene–b–Poly (dimethylsiloxane) Block Copolymers. Chemistry of Materials, 27(19), 6890-6898.


FP4 – Transport, Reaction & Exchange Systems 3502

Lohaus, T., Scholz, M., Koziara, B. T., Benes, N. E., & Wessling, M. (2015). Drying of supercritical carbon dioxide with membrane processes. The Journal of Supercritical Fluids, 98, 137-146.

3503 Postel, S., & Wessling, M. (2015). Do silicone-based membranes permeate or reject salts? Desalination, 357, 121-130. 3504 David, O., Percin, K., Luo, T., Gendel, Y., & Wessling, M. (2015). Proton-exchange membranes based on sulfonated poly (ether ether ketone)/polyaniline blends for all-and air-vanadium redox flow battery applications. Journal of Energy Storage, 1, 65-71. 3505 Raaijmakers, M. J., Schmidt, T., Barth, M., Tutus, M., Benes, N. E., & Wessling, M. (2015). Enzymatically Active Ultrathin Pepsin Membranes. Angewandte Chemie International Edition, 54(20), 5910-5914 (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Biointerface and Biohybrid Systems) 3506 Kriescher, S. M., Kugler, K., Hosseiny, S. S., Gendel, Y., & Wessling, M. (2015). A membrane electrode assembly for the electrochemical synthesis of hydrocarbons from CO2 (g) and H2O (g). Electrochemistry Communications, 50, 64-68. 3507 Scholz, M., Alders, M., Lölsberg, J., & Wessling, M. (2015). Dynamic process simulation and process control of biogas permeation processes. Journal of Membrane Science, 484, 107-118. 3508

Bannwarth, S., Darestani, M., Coster, H., & Wessling, M. (2015). Characterization of hollow fiber membranes by impedance spectroscopy. Journal of Membrane Science, 473, 318-326.

Aktivitäten - Activities

73

3509 Kugler, K., Luhn, M., Schramm, J. A., Rahimi, K., & Wessling, M. (2015). Galvanic deposition of Rh and Ru on randomly structured Ti felts for the electrochemical NH3 synthesis. Physical Chemistry Chemical Physics, 17(5), 3768-3782. 3510

de Wit, P., Kappert, E. J., Lohaus, T., Wessling, M., Nijmeijer, A., & Benes, N. E. (2015). Highly permeable and mechanically robust silicon carbide hollow fiber membranes. Journal of membrane science, 475, 480-487.

3511 Femmer, T., Carstensen, F., & Wessling, M. (2015). A membrane stirrer for product recovery and substrate feeding. Biotechnology and bioengineering, 112(2), 331-338. 3512 Femmer, R., Mani, A., & Wessling, M. (2015). Ion transport through electrolyte/polyelectrolyte multi-layers. Scientific reports, 5. 3513 Rommerskirchen, A., Gendel, Y., & Wessling, M. (2015). Single module flow-electrode capacitive deionization for continuous water desalination. Electrochemistry Communications, 60, 34-37. 3514 Femmer, T., Eggersdorfer, M. L., Kuehne, A. J., & Wessling, M. (2015). Efficient gas–liquid contact using microfluidic membrane devices with staggered herringbone mixers. Lab on a Chip, 15(15), 3132-3137. 3515 Menne, D., Kamp, J., Wong, J. E., & Wessling, M. (2016). Precise tuning of salt retention of backwashable polyelectrolyte multilayer hollow fiber nanofiltration membranes. Journal of Membrane Science, 499, 396-405. Availabe online in 2015. 3516

Stiefel, S., Lölsberg, J., Kipshagen, L., Möller-Gulland, R., & Wessling, M. (2015). Controlled depolymerization of lignin in an electrochemical membrane reactor. Electrochemistry Communications, 61, 49-52.


3517

Stiefel, S., Marks, C., Schmidt, T., Hanisch, S., Spalding, G., & Wessling, M. (2015). Overcoming lignin heterogeneity: reliably characterizing the cleavage of technical lignin. Green Chemistry, 18(2), 531-540.

3518 Raaijmakers, M. J., Ogieglo, W., Wiese, M., Wessling, M., Nijmeijer, A., & Benes, N. E. (2015). Sorption behavior of compressed CO2 and CH4 on ultrathin hybrid poly (POSS-imide) layers. ACS applied materials & interfaces, 7(48), 26977-26988. 3519

Koester, S., Roghmans, F., & Wessling, M. (2015). Water vapor permeance: The interplay of feed and permeate activity. Journal of Membrane Science, 485, 69-78.

3520 Nizkaya, T. V., Asmolov, E. S., Zhou, J., Schmid, F., & Vinogradova, O. I. (2015). Flows and mixing in channels with misaligned superhydrophobic walls. Physical Review E, 91(3), 033020. 3521

Maduar, S. R., Belyaev, A. V., Lobaskin, V., & Vinogradova, O. I. (2015). Electrohydrodynamics Near Hydrophobic Surfaces. Physical review letters, 114(11), 118301

FP5 – Biointerface and Biohybrid Systems 3522

Weyand, T., Kray, S., Lenz, M., Buchkremer, A., Spöler, F., Simon, U., Möller, M. Kiessling, F, Lederle, W. (2015). Differential contrast of gold nanorods in dual-band OCT using spectral multiplexing. Journal of Nanoparticle Research, 17(3), 1-11.

3523

Hodde, D., Gerardo-Nava, J., Wöhlk, V., Weinandy, S., Jockenhövel, S., Kriebel, A., Altinova, H., Steinbusch, H. W. M., Möller, M., Weis, J., Mey, J., Brook, G. A. (2015) Characterisation of cell–substrate interactions between Schwann cells and three-dimensional fibrin hydrogels containing orientated nanofibre topographical cues. European Journal of Neuroscience. doi: 10.1111/ejn.13026

3524 Beer, M. V., Hahn, K., Diederichs, S., Fabry, M., Singh, S., Spencer, S. J., ... & Groll, J. (2015). Quantifying ligand–cell interactions and determination of the surface concentrations of ligands on hydrogel films: The measurement challenge. Biointerphases, 10(2), 021007. 3525 Chattopadhyay, S., Heine, E., Mourran, A., Richtering, W., Keul, H., & Möller, M. (2015). Waterborne physically crosslinked antimicrobial nanogels. Polymer Chemistry, 7(2), 364-369. 3526 Lammers, T., Koczera, P., Fokong, S., Gremse, F., Ehling, J., Vogt, M., Pich, A.... & Kiessling, F. (2015). Theranostic USPIO‐Loaded Microbubbles for Mediating and Monitoring Blood‐Brain Barrier Permeation. Advanced functional materials, 25(1), 36-43. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Aqua Materials) 3527 Fehér, K., Romstadt, T., Böhm, C. A., Kolkenbrock, M., Blau, M. F., Kuehlwetter, J., Molano Lopez, C.M Pich, A. ... & Schaaps, N. (2015). Microgel-functionalised fibres with pH-optimised degradation behaviour–a promising approach for short-term medical applications. BioNanoMaterials, 16(4), 259-264. 3528

Dhoke, G. V., Loderer, C., Davari, M. D., Ansorge-Schumacher, M., Schwaneberg, U., Bocola, M. (2015). Activity prediction of substrates in NADHdependent carbonyl reductase by docking requires catalytic constraints and charge parameterization of catalytic zinc environment. J. Comput. Aided Mol. Des., 29, 1057-1069.

3529

Loderer, C., Dhoke, G. V., Davari, M. D., Kroutil, W., Schwaneberg, U., Bocola, M., Ansorge-Schumacher, M. B. (2015). Investigation of structural determinants for the substrate specificity in the zinc-dependent alcohol dehydrogenase CPCR2 from Candida parapsilosis. ChemBioChem, 16, 1512-1519.


3530 Lülsdorf, N., Vojcic, L., Hellmuth, H., Weber, T., Mußmann, N., Martinez, R., Schwaneberg, U. (2015). A first continuous 4-aminoantipyrine (4-AAP) based screening system for directed esterase evolution. Applied microbiology and biotechnology, 99(12), 5237-5246.

Aktivitäten - Activities

3537

Hoenders, D., Tigges, T., & Walther, A. (2015). Combining the incompatible: Block copolymers consecutively displaying activated esters and amines and their use as protein-repellent surface modifiers with multivalent biorecognition. Polymer Chemistry, 6(3), 476-486. Bartneck, M., Topuz, F., Tag, C. G., Sauer-Lehnen, S., Warzecha, K. T., Trautwein, C., ... & Tacke, F. (2015). Molecular response of liver sinusoidal endothelial cells on hydrogels. Materials Science and Engineering: C, 51, 64-72.

3531

Cheng*, F., Zhu*, L., Schwaneberg, U. (2015). Directed evolution 2.0: improving and deciphering enzyme properties. Chem. Commun., 51, 9760-9772.

3538

3532

Lülsdorf*, N., Pitzler*, C., Biggel, M., Martinez, R., Vojcic, L. and Schwaneberg, U. (2015). A flow cytometer-based whole cell screening toolbox for directed hydrolase evolution through fluorescent hydrogels. Chem. Commun., 51, 8679-8682.

3539 Lazar, J., Park, H., Rosencrantz, R. R., Böker, A., Elling, L., & Schnakenberg, U. (2015). Evaluating the Thickness of Multivalent Glycopolymer Brushes for Lectin Binding. Macromolecular rapid communications, 36(16), 1472-1478.

3533 Cheng, F., Kardashliev, T., Pitzler, C., Shehzad, A., Lue, H., Bernhagen, J., Zhu, L., Schwaneberg, U. (2015). A Competitive Flow Cytometry Screening System for Directed Evolution of Therapeutic Enzyme. ACS Synth. Biol., 4, 768-775. 3534 Vojcic, L., Pitzler, C., Körfer, G., Jakob, F., Martinez, R., Maurer, K. H., & Schwaneberg, U. (2015). Advances in protease engineering for laundry detergents. New Biotechnology, 32(6), 629-634. 3535 Torres‐Rendon, J. G., Femmer, T., De Laporte, L., Tigges, T., Rahimi, K., Gremse, F., ... & Hardy, J. G. (2015). Bioactive gyroid scaffolds formed by sacrificial templating of nanocellulose and nanochitin hydrogels as instructive platforms for biomimetic tissue engineering. Advanced Materials, 27(19), 2989-2995. (ebenfalls Teil des Forschungsprogramms Aqua Materials) 3536

Repenko, T., Fokong, S., De Laporte, L., Go, D., Kiessling, F., Lammers, T., & Kuehne, A. J. (2015). Water-soluble dopamine-based polymers for photoacoustic imaging. Chemical Communications, 51(28), 6084-6087.

75

3540 van Rijn, P., van Bezouwen, L. S., Fischer, R., Boekema, E. J., Böker, A., & Commandeur, U. (2015). Morphology: Virus‐SiO2 and Virus‐SiO2‐Au Hybrid Particles with Tunable Morphology Particle & Particle Systems Characterization, 32(1), 2-2. 3541 Roth, S., & Spiess, A. C. (2015). Laccases for biorefinery applications: a critical review on challenges and perspectives. Bioprocess and biosystems engineering, 38(12), 2285-2313. 3542

Brauns, B., Schubert, S., Lehmann, J., Laspe, P., Körner, A., Brockmann, K., Schön, M. P. and Emmert, S. (2015) Photosensitive form of trichothiodystrophy associated with a novel mutation in the XPD gene. Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine. doi: 10.1111/phpp.12225


3543

Veyhl-Wichmann, M., Friedrich, A., Vernaleken, A., Singh, S, Kipp, H., Gorboulev, V.…, Groll, J., Koepsell, H. (2015) Phosphorylation of RS1 (RSC1A1) Steers Inhibition of Different Exocytotic Pathways for Glucose Transporter SGLT1 and Nucleoside Transporter CNT1, and an RS1-Derived Peptide Inhibits Glucose Absorption. Molecular Pharmacology 89(1), 118-32. doi: 10.1124/mol.115.101162. Epub 2015 Oct 13.

3544

Hopmann, C., Kaltbeitzel, D., Kauth, T., Dittrich, B., Grosse, J., Huppertz, N., ... & Hemoteq, A. G. Degradation of Microcellular PLGA-PEG Copolymer for Use in a Drug Delivery System for the Urinary Bladder.

Sonstige 3545 Artz, J., Mallmann, S., & Palkovits, R. (2015). Selective Aerobic Oxidation of HMF to 2, 5‐Diformylfuran on Covalent Triazine Frameworks‐Supported Ru Catalysts. ChemSusChem, 8(4), 672-679. 3546 van den Bruele, F. J., Smets, M., Illiberi, A., Creyghton, Y., Buskens, P., Roozeboom, F., & Poodt, P. (2015). Atmospheric pressure plasma enhanced spatial ALD of silver. Journal of Vacuum Science & Technology A, 33(1), 01A131.

Buchbeitrag

Biodegradable polymers (volume 1), Advancement in biodegradation study and applications Editor: Chih-Chang Chu (Cornell University, Ithaca, NY, USA) Nova Science Publishers, Inc. New York, 2015 ISBN: 978-1-63483-651-7 (eBook) Chapter 1: Biodegradation from the Viewpoint of a Polymer Chemist: Biodegradable Polyether Graft Polyesters (page 3-30) Jens Köhler, Helmut Keul and Martin Möller

patente – Patents Y. Zhao, M. Möller, X. Zhu Method For The Encapsulation Of Substances In SilicaBased Capsules And The Products Obtained Thereof EP 15002261.4 Y. Gendel, A. Rommerskirchen, M. Wessling Apparatus and method for continuous water desalination and ion separation by flow electrode capacitive deionization D 3605EU - jh / kf


Aktivitäten - Activities

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// Aktivitäten - Aktivities

Presseinfos – Press releases Alexander Kühne in Junges Kolleg aufgenommen 21. Januar 2015 Große Anerkennung für Dr. Alexander Kühne (33): Der Chemiker wurde im Rahmen eines Neujahrskonzerts in das Junge Kolleg der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste aufgenommen. Die Aufnahme in das Junge Kolleg gehört zu den bedeutendsten Auszeichnungen für junge Wissenschaftler in Nordrhein-Westfalen.

Alexander Böker wird neuer Direktor des Fraunhofer IAP 2. Februar 2015 Prof. Dr. Alexander Böker (41), stellvertretender wissenschaftlicher Direktor des DWI und Inhaber des RWTH-Lehrstuhls für Makromolekulare Materialien und Oberflächen, folgt einem Ruf nach Potsdam. Mit dem Wechsel übernimmt er den Lehrstuhl für Polymermaterialien und Polymertechnologie an der Universität Potsdam sowie die Leitung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP. Er tritt dort die Nachfolge von Prof. Dr. Hans-Peter Fink an.

ERC Starting Grant für Laura De Laporte 16. März 2015 Eine minimalinvasive Therapie für Verletzungen des Rückenmarks steht im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten

von Dr.-Ing. Laura De Laporte, Nachwuchsgruppenleiterin am DWI. Mit ihrer Zielsetzung und Herangehens­weise konnte die 34-Jährige beim Europäischen Forschungsrat (ERC) punkten: Sie erhält den mit 1,5 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grant für ihr Projekt ANISOGEL.

DWI-Wissenschaftler programmieren die Lebensdauer von Nanostrukturen 8. April 2015 Materialien, die sich eigenständig bilden und sich nach getaner Arbeit ohne weiteres Zutun auflösen, könnten vielseitigen Einsatz finden – als temporäre Datenspeicher oder medizintechnische Werkstoffe. Sie könnten etwa den Blutfluss einer Vene für die Dauer einer Operation unterbrechen und ihn anschließend wieder freigeben. Das Team um Dr. Andreas Walther entwickelte ein System, in dem ein einziges Startsignal nicht nur den Aufbau von Nanostrukturen, sondern auch deren Lebensdauer und Abbau zeitlich steuert. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Wissenschaftler als Titelpublikation in der Zeitschrift Nano Letters.

Gratulationen zur Aufnahme in das Junge Kolleg der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste für Dr. Alexander Kühne. Von links nach rechts: Dr. Alexander Kühne (DWI), NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze, Akademie-Präsident Hanns Hatt und Prof. Dr. Hartwig Höcker (ehem. Direktor des DWI). © awk/endermann

ĵĵ vollständige Pressemitteilungen unter http://www.dwi.rwth-aachen.de/news


Aachen, Dresden und Denkendorf führen die International Textile Conference gemeinsam in die Zukunft 5. Mai 2015 Seit 2007 veranstalten die Textilforschungsinstitute der Regionen um Aachen und Dresden gemeinsam die Aachen-Dresden International Textile Conference. Mit zuletzt über 700 Teilnehmern zählt die Konferenz zu den wichtigsten Textiltagungen in Europa. Ab 2016 sind auch die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) als Organisator mit im Boot. Die Aachen-DresdenDenkendorf International Textile Conference findet dann im jährlichen Wechsel an einem der drei Standorte statt. Parallel zur International Textile Conference werden die Veranstalter jeweils im Frühjahr das Deutsche Fachkolloquium Textil als nationales Pendant mit wechselnden Sonderthemen auf die Beine stellen. ĵĵ http://www.aachen-dresden-denkendorf.de/

Aus der ‚Aachen-Dresdner‘ wird ab 2016 die Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference. Zusätzlich wird es ab 2016 das Aachen-Dresden-Denkendorf Deutsche Fachkolloquium Textil geben. Prof. Dr. Martin Möller, Prof. Dr.-Ing. Chokri Cherif und Prof. Dr.-Ing. Götz Gresser kündigen auf der Techtextil in Frankfurt die gemeinsamen Veranstaltungen an. © InnoMedia

Nachwuchswissenschaftler aus Bayreuth und Aachen erhalten „LANXESS Talent Award“ 2. Juli 2015 Für ihre herausragenden Leistungen während der Promotion wurden Tina Löbling (Universität Bayreuth) und Tim Femmer (Aachener Verfahrenstechnik, RWTH Aachen University) jeweils mit dem „LANXESS Talent Award 2015“ ausgezeichnet. Die mit je 4.000 € dotierten Preise wurden im Rahmen der DWI / RWTH Aachen Summer School am 19. Juni verliehen. Was hat das DWI mit der Euro-münze mit dem blauen Ring zu tun? 7. August 2015 Nach jahrelanger Entwicklung wird die Bundesregierung nun die ersten Münzen mit einem innovativen Sicherheitsmerkmal prägen lassen, zunächst als 5-Euro-Sammlermünze ‚Planet Erde‘. Wie die 1-Euro- und die 2-Euro-Münze besteht die Münz-Neuheit aus einem äußeren Ring und einer darin eingeschlossenen ‚Pille‘. Neu im Vergleich zu den bekannten Euromünzen ist ein blau schimmernder, teilweise lichtdurchlässiger Ring, der den Übergang vom Rand zur Pille bildet. Dieser Ring ist nicht nur ein Meilenstein in der Gestaltung von Münzen, sondern ermöglicht auch völlig neue Sicherheitskennzeichnungen. Das DWI ist hier der Partner, der die nötige Polymerkompetenz einbringt. Das betrifft die Entwicklung der im Prägeprozess einzusetzenden Polymere, die Stabilität und das Einbinden neuer Sicherheitsmerkmale. Die eigentliche Innovation sind dabei die vielfältigen neuen Möglichkeiten, die Münze fälschungssicher zu machen. Sollte der Kunststoffring zukünftig


auch Bestandteil der herkömmlichen Euro-Umlaufmünzen werden, werden die Münzen den Fälschern um Jahrzehnte voraus sein. ĵĵ http://www.fuenf-euro-muenze.de/

1. Kármán-Konferenz bringt internationale Vorreiter auf dem Gebiet intelligenter Materialsysteme zusammen 22. Oktober 2015 Die Entwicklung intelligenter Materialsysteme stand im Mittelpunkt der fünftägigen Kármán-Konferenz, die in der vergangenen Woche in der historischen Kulisse des niederländischen Kasteel Vaalsbroek stattfand. Eingeladen hatten das DWI und die RWTH Aachen University gemeinsam mit dem Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme. Unter der Überschrift ‚Von molekularen Materialien hin zu komplexen, adaptiven Systemen’ erwartete die Teilnehmer ein inspirierendes Vortragsprogramm mit Beiträgen internationaler Pioniere auf diesem Gebiet.

Aktivitäten - Activities

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ERC Starting Grants für drei Aachener Wissenschaftler 21. Dezember 2015 Professor Hendrik Bluhm, Leiter des II. Physikalischen Instituts C der RWTH Aachen, Dr. Andreas Walther vom DWI und Dr. Rafael Kramann von der Uniklinik RWTH Aachen erhalten je einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrates (ERC). Der Chemiker Dr. Andreas Walther forscht an intelligenten Nanostrukturen. Wenn Wissenschaftler ein Material mit einer bestimmten Funktion entwickeln möchten, optimieren sie zunächst die Struktur und Beschaffenheit des Materials. Walther geht einen Schritt weiter und betrachtet in seinem ERC-Projekt die zeitliche Kontrolle über Materialstrukturen. Derartige Materialien könnten vielseitigen Einsatz finden – zum Beispiel als temporäre Datenspeicher, als Trägermaterialien für medizinische Wirkstoffe oder Biosensoren. ĵĵ vollständige Pressemitteilungen unter http://www.dwi.rwth-aachen.de/news

ĵĵ http://www.karman-conference.de/

Die 9. Aachen-Dresden International Textile Conference 27. November 2015 Unter dem Motto „Bio-Boosting Today’s Technology“ fand am 26. und 27. November die 9. Aachen-Dresden International Textile Conference in Aachen statt. In verschiedensten Sessions konnten sich Experten aus der Textilindustrie und -Forschung über aktuelle Erkenntnisse aus der Fasertechnologie und flexiblen Elektronik informieren oder sich über die Erforschung von bio-basierten Komponenten und bio-inspirierten LeichtbauKonstruktionen austauschen.

In der neuen Fünf-Euro-Sammelmünze ‚Planet-Erde‘ steckt die Polymerexpertise des DWIs. © Bundesamt für zentrale Dienste und offene Vermögensfragen (BADV)


Alexander Kühne is a member of the „Junges Kolleg“ of the North Rhine-Westphalian Academy of Sciences, Humanities and the Arts (January 21, 2015) Great recognition for Dr. Alexander Kühne (33): The chemist was accepted as a young scholar into the North Rhine-Westphalian Academy of Sciences, Humanities and the Arts. The official admission took place as one part of the Academy‘s New Year‘s concert. A membership in the ‚Junges Kolleg‘ is one of the most important honors for young scientists in North Rhine-Westphalia.

Alexander Böker new director of the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP (February 2, 2015) Prof. Dr. Alexander Böker (41), vice scientific director of DWI and chairholder at RWTH Aachen University, accepted a professorship in Potsdam. He now has the Chair of Polymer Materials and Polymer Technology at the University of Potsdam. In addition, he became director of the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP and will be the successor of Prof. Dr. Hans-Peter Fink.

ERC Starting Grant for Laura De Laporte: Research on injectable oriented hydrogels for spinal cord repair (March 16, 2015) The research objective of Dr.-Ing. Laura De Laporte, junior group leader at DWI, is to develop a minimally invasive therapy for spinal cord injury. Her goal and her scientific approach to develop an injectable material with the ability to provide biochemical and physical guidance for regenerating nerves across the injury site, was selected by the European Research Council (ERC). Laura De Laporte receives a 1.5 Million Euro ERC Starting Grant for her project ANISOGEL. Programmed with a self-destruction mechanism: Scientists at DWI can program self-assembly, lifetime and degradation of nanostructures,

DWI scientists program the lifetime of self-assembled nanostructures (April 8, 2015)

consisting of single polymer strands. The process is initiated by adding a base. It then runs autonomously, regulating itself. © Thomas Heuser /DWI

Materials that self-assemble and self-destruct once their work is done are highly advantageous for a number of applications – as components in temporary data storage systems or for medical devices. For example, such materials could seal blood vessels during surgery and re-open them subsequently. Dr. Andreas Walther, research group leader at DWI, developed an aqueous system that uses a single starting point to induce self-assembly formation, whose stability is pre-programmed with a lifetime before disassembly occurs without any additional external signal – hence presenting an artificial self-regulation mechanism in closed conditions. Their results are published as this week’s cover article in ‘Nano Letters’.


Aktivitäten - Activities

Aachen, Dresden and Denkendorf, together, lead the International Textile Conference into the Future (May 5, 2015) Since 2007 the textile research institutes of the regions of Aachen and Dresden have jointly organized the Aachen-Dresden International Textile Conference. Boasting over 700 participants most recently, this conference counts as one of the most important textile conferences in Europe. Starting in 2016, the German Institutes of Textile and Fiber Research, Denkendorf (DITF) will also be a coorganizer. Thus, the Aachen-Dresden-Denkendorf International Textile Conference will take place on a yearly alternating basis at one of the three sites. Parallel to the International Textile Conference, the organizers will respectively launch the German Textile Colloquium as a national pendant with changing themes in the spring.

‚LANXESS Talent Award‘ for junior scientists from Bayreuth and Aachen (July 2, 2015) Tina Löbling (Bayreuth University) and Tim Femmer (Aachener Verfahrenstechnik, RWTH Aachen University) each received the LANXESS Talent Award for excellent achievements during their PhD studies. The awarding ceremony took place during the DWI / RWTH Aachen Summer School on June 19.

Where is the link between DWI and the new Euro coin with the blue polymer ring? (August 7, 2015) After years of development, the Federal Government will now start to produce a new Euro collectors‘ coin with a innovative safety feature. Just like the 1€ and 2€ coin, the new coin has an outer ring and an enclosed ‚pill‘. New compared to the known Euro coins is a bluish, partly translucent ring, which forms the transition from the edge to the pill. This ring is not only a milestone in the design of coins, but also enables completely new safety features.

Winners and judges of the LANXESS Talent Awards. © Andreas Schmitter

Pioneers in the field of intelligent material systems convened at the 1st Kármán Conference (October 22, 2015) Identifying the frontiers of science for the development of complex, adaptive material systems was the key focus of the five-day Kármán Conference ‘From molecular materials to complex adaptive systems’, which took place in Kasteel Vaalsbroek (Vaals /NL) last week. Being jointly organized by DWI, RWTH Aachen University and the Max Planck Institute for Intelligent Systems (Stuttgart), the conference comprised a series of lectures given by international pioneers in this highly active field of research. ĵĵ complete press releases http://www.dwi.rwth-aachen.de/news

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The 9th Aachen-Dresden International Textile Conference (November 27, 2015) 2015’s Aachen-Dresden International Textile Conference took place in Aachen on the 26th and 27th of November. Animated by 2015’s topic “Bio-Boosting Today’s Technology“ experts from the textile industry and textile research institutes discussed the latest state of research in fiber technology and flexible electronics or exchange opinions concerning the research on bio-based components or lightweight constructions inspired by nature. Three Aachen Researchers Receive ERC Starting Grants Professor Hendrik Bluhm, Chair of Quantum Technology at RWTH Aachen, Dr. Andreas Walther from the DWI, and Dr. Rafael Kramann from University Hospital Aachen have been awarded prestigious European Research Council Starting Grants. Dr. Andreas Walther conducts research on intelligent materials. Typically, when researchers seek to develop a material with a certain functionality, they start by optimizing the structure and composition of the material in question. In his ERC project, Dr. Walther goes one step further by investigating the possibility of temporal control over material structures. There is a wide range of potential applications for such a material, including temporary data storage, biosensors, or carrier materials for medical substances.


Aktivitäten - Activities

kunststoffe.de, 7.7.2015

ĵĵ vollständiger Artikel auf https://www.kunststoffe.de/news/vermischtes/artikel/nachwuchswissenschaftler-erhalten-lanxess-talent-award-1071668. html

textilforschung.de, Mai 2015 ĵĵ vollständiger Artikel auf http://www.textilforschung.de/blog/details?id=47

83


Aachener zeitung , 18.8.2015

Wirtschaft

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chen.de

2016 erleben Fälscher ihr blaues Wunder Eine Fünf-Euro-Sammlermünze setzt neue sicherheitsmaßstäbe. Der spezielle Kunststoffring wurde in aachen entwickelt.

Von ThorsTen Karbach

,40 ,10 ,74 ,75 ,84 ,63 ,02 ,45 ,34 ,79 ,41 ,26 ,25 ,55

Farbe war nachrangig Der blaue Schimmer stand anfangs noch nicht zur Debatte, die Farbe ist letztlich auch nachrangig, der Ring könnte auch rot oder gelb sein. Das Blau soll letztlich den Planet Erde symbolisieren und eine positive Assoziation wecken. Es ist viel mehr emotionale Komponente als relevantes Sicherheitsmerkmal. Und darum ging es viel mehr: mehr Sicherheit vor Fälschungen durch den Kunststoffeinsatz. Die Liste der Anforderungen wurde nach und nach immer länger. Der Polymerring einer Münze muss über viele Jahre stabil und hitzebeständig sein, eine Münze wird durch Myriaden, also mehrere Milliarden Hände gereicht. Und es müssen sich besagte unsichtbare Sicherheitsmerkmale integrieren lassen. Welche das sind, darf natürlich nicht verraten werden. Aber sie sind vollkommen neu. Es gibt bis dato keine vergleichbare Münze auf der Welt. „Wir wollen den Fälschern das Leben schwer machen und sind ihnen mit diesen Münzen mehrere Jahre voraus“, sagt Pich. Noch dazu gehe die Forschung weiter, um den Vorsprung weiter zu erhöhen. Numismatiker sprechen bereits von einer Weltsensation. Peter Huber nennt die Münze mit dem blauen Ring in der Zeitung „Die

Solche Falschmünzen sind leicht in Umlauf zu bringen, können in Parkscheinautomaten geworfen werden und werden auch – anders als 50-Euro-Scheine und noch größere Noten – an der Ladentheke selten kontrolliert. Überlegungen, fälschungssicherere Münzen zu prägen, gibt es schon lange. 2009 kam dann erstmals der Kontakt zum DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien zustande. Die Kunststoffexperten hatten sich in der Fachwelt einen Namen gemacht – mit neuen funktionalen Polymeren für die Medizintechnik, sogenannten Kompositmaterialen (das sind Verbünde aus mehrere Materialien), funktionalen Textilien und vielem mehr. Aber

Mehr sicherheit ist das Ziel: 2016 erscheint die fünf-Euro-sammlermünze „Planet Erde“. Der blaue ring aus einem speziellen Kunststoff soll fälschern das Leben schwer machen. foto: Bundesamt für zentrale Dienste und offene Vermögensfragen Mehr aktuelle Kurse und Charts: www.az-web.de / www.an-online.de Titel

68,89 152,45 76,29 128,95 77,98 86,15 11,01 207,50 76,96 28,96 84,00 26,19 16,42 11,65

Günther Waadt, dem Leiter des Bayerischen Hauptmünzamtes, Vertretern der Deutschen Bundesbank, der Crane Payment Innovation CPI/European Vending Association und dem Unternehmen Saxonia wurde am Einsatz eines Kunststoffes in neuen Euromünzen gefeilt.

Kaum Kontrolle

SonSTIGE

.15 14.08.15

gewiss nicht mit Münzen. „Ich Welt“ „eine epochale Innovation“. fragte mich anfangs schon, wie wir Die Bundesregierung lässt nun die beim Thema Münzen helfen sol- ersten „Fünfer“ in Berlin, Hamlen“, erzählt DWI-Wissenschaftler burg, Karlsruhe, München und Prof. Andrij Pich. Stuttgart prägen, im Februar soll Nach und nach wurde das deut- en sie auf der Messe World Money lich. Ein spannendes Projekt Fair in Berlin vorgestellt werden. wurde immer spannender für die Die Sammlermünze ist letztlich Aachener. Es ging darum, in der auch so etwas wie ein großer FeldMünzwelt einen völlig neuen Weg zu gehen. Gemein„Wir wollen den fälschern das sam mit Peter Huber, dem MünzLeben schwer machen und leiter der Staatlisind ihnen mit diesen Münzen chen Münzen Baden Würtmehrere Jahre voraus.“ temberg PRoF. AndRij Pich, (größte MünzdWi LEibniz-inStitut FüR prägestätte intERAKtivE MAtERiALiEn AAchEn Deutschlands),

Aachen. Dieser Ring soll ein Meilenstein in der Entwicklung neuer Münzen sein. Im Frühjahr 2016 wird in Deutschland die Fünf-Euro-Sammlermünze „Planet Erde“ erscheinen. Der Clou: Zwischen dem äußeren Ring und der eingeschlossenen Mitte (Pille genannt) liegt ein blau schimmernder, teilweise lichtdurchlässiger PolymerRing, also ein spezieller, hochmoderner Kunststoffring, der die Münze mit für das bloße Auge unsichtbaren Merkmalen nahezu fälschungssicher machen soll. Entwickelt wurde dieser in einer Arbeitsgruppe, in der das Aachener DWI Leibnitz-Institut für Interaktive Materialien, das früher einmal Deutsches Wollforschungsinstitut hieß, maßgeblich mitwirkte. Es gibt gute Gründe, neue Euro-Münzen zu entwickeln. Während neue Scheine Geldfälschern das Leben erschweren sollen (allein von Januar bis April wurden im laufenden Jahr schon 9300 „Blüten“ aus dem Verkehr gezogen), haben sich die Münzen im Euroraum lange nicht sonderlich verändert. Und so gab es zuletzt immer wieder Nachrichten über Fälscherbanden, die sich nicht mehr bloß auf Scheine konzentrieren: So wurden Ende 2014 in einem Lagerhaus in Poggiomarino bei Neapel mehr als 300 000 Falschmünzen im Wert von über 550 000 Euro beschlagnahmt.

20:00 Uhr

E)

dienstag, 18. August 2015

WERTE

Titel

letzte Div. 17.08.15 14.08.15

Aareal Bank ADVA Optical Net. Aegon (P) Agfa-Gevaert (P) Ahold (P) Air Berlin Airbus Group Aixtron SE NA Akzo Nobel (P) Amadeus Fire Apple Inc. (P) Aurubis Axel Springer SE BayWa vNA Bechtle

1,20 0,23 0,48 1,20 1,45 3,37 1,98 1,00 1,80 0,80 1,20

35,05 34,77 9,82 9,85 5,97 5,96 2,67 2,68 17,65 17,81 1,12 1,13 63,14 62,39 5,42 5,35 64,95 64,19 84,55 86,68 106,00 103,46 59,31 57,99 54,12 54,20 31,99 32,25 79,38 80,00

letzte Div. 17.08.15 14.08.15

GlaxoSmithKline 0,61 20,27 19,90 Google Inc. A (P) 622,30 620,16 Hamburger Hafen 0,52 17,01 16,89 Hann. Rückvers. NA 3,00+1,25 97,62 97,86 Hawesko 1,30 41,20 41,00 Heidelberger Druck. 2,30 2,28 HOCHTIEF 1,70+0,20 77,12 78,70 Hornbach Vz. (P) 0,80 73,55 73,95 Hugo Boss NA 3,62 107,80 107,90 IBM (P) 4,25 141,00 140,23 Identive Group (P) 4,13 3,26 IKB Dt. Industriebk. (P) 0,68 0,67 ING Groep (P) 0,12 14,05 14,09 Intel (P) 0,92 26,31 25,92 Intershop 1,28 1,31 Isra Vision 0,39 51,16 50,50 Jenoptik 0,20 12,54 12,33

Titel

letzte Div. 17.08.15 14.08.15

Puma SE QIAGEN QSC NA Relx N.V. (P) Renault (P) Repsol YPF Rheinmetall Rhön-Klinikum Royal Dutch Shell A RTL Group RWE Vz. Salzgitter (P) Sanofi S.A. (P) Sartorius Vz. Schneider Electr. (P) Schumag (P) SGL Carbon SE

0,50 0,10 0,38 1,90 0,58 0,30 0,80 1,88 3,50 1,00 0,20 2,85 1,08 0,56

181,55 180,30 25,19 24,85 1,90 1,88 14,45 14,47 81,90 82,58 14,57 14,55 55,57 55,85 24,75 24,71 25,48 25,41 77,00 77,28 12,64 12,72 31,85 31,03 94,60 93,90 204,75 199,50 60,60 61,20 3,10 2,91 15,45 16,13

versuch, wann und wie die neue Münzkomposition bei Ein- und Zwei-Euro-Stücken eingesetzt werden kann – denn genau das ist letztlich das Ziel: fälschungssichere Ein- und Zwei-Euro-Münzen. Sammlermünzen sind für Fälscher weniger interessant. FünfEuro-Münzen könnten noch dazu die Fünf-Euro-Scheine ersetzen, aber dazu gibt es aktuell keine konkreteren Pläne. Zum Vergleich: Die Fünf-EuroMünze hat einen Durchmesser von 27,25 Millimetern, ist damit 1,5 Millimeter größer als eine Zwei-Euro-Münze und wiegt mit neun Gramm ein halbes Gramm mehr. Der Meilenstein fällt also in erster Linie mit seinen Sicherheitseigenschaften ins Gewicht.

Ungewöhnlicher forschungsauftrag: andrij Pich vom aachener DWi Leibniz-institut für interaktive Materialien hat in seinen Laboren den spezialkunststoff für die neuen Münzen entwickelt. foto: Karbach Ein Service der Sparkasse Aachen

nE-METAllE, MESSInG, EDElMETAllE kurse in Euro Del-Notiz Kupfer MK Aluminium Blei in Kabeln Zinn 99,9% Messing MS 58 Messing MS 58-2 Messing MS 63/37 17.08.15 Goldbarren Silberbarren Krügerrand

100 100 100 100 100 100 100 100

kg kg kg kg kg kg kg kg

17.08.15 469,53–472,37 562,73 165,00 180,10 1465,00 419,00–444,00 450,00–476,00 456,00–459,00

Ankauf/Verkauf 1 kg 31742,4-33201,9 1 kg 395,8-492 1 uz 974,3-1069,1

DAx: 10940,33 (-44,81) – Frankfurt, den 17. August 2015, xetra-Schluss –


Deutsches Münzenmagazin Ausgabe 2/2016

Aktivitäten - Activities

85

01 Titel 2-2016 15.02.16 12:13 Seite 1

Internationale Fachzeitschrift für alte und neue Numismatik

E 7001 F

2/2016 März/April 29. Jahrgang

OFFIZIELLE PRÄSENTATION AUF DER WORLD MONEY FAIR 2016

Weltneuheit: 5-Euro-Münze mit Polymerring

ÜBER 15 000 BESUCHER:

MOTIVSAMMLUNG:

Impressionen von der Berliner Münzenmesse

Geschichte der Seefahrt in Silber

0 0423

¤ 5,40


Aachener zeitung , 10.09.2015

Donnerstag, 10. september 2015 · nummer 210

Die Seite Drei

seite 3 ABcDE

Mit dünnen Folien der großen Dürre begegnen

Die trockenheit in Kalifornien und anderswo wird immer schlimmer. Der rWtH-Wissenschaftler Michael Wessling baut auf die Entsalzung von Meerwasser.

Von ThorsTen Karbach Umkehrosmosemembranen, die wir heutzutage bevorzugt einsetAachen. Das ist alles andere als ein zen. 3.0 ist die Suche nach einer kalifornischer Traum. Der US-Bun- noch effizienteren und vor allem desstaat an der Westküste leidet energieärmeren Methode. Denn seit über vier Jahren unter einer Wasserproduktion und Energie gemassiven Trockenheit. Der Gou- hören zusammen. Es wird nicht verneur hatte 2014 den Dürre-Not- unbedingt zusammen assoziiert, stand ausgerufen und auch in die- aber es geht tatsächlich darum, in sem Jahr massive Wassereinspa- Zukunft Wasser möglichst energierungen angeordnet. Meerwasser- arm zu produzieren. Da gibt es entsalzung mit Hilfe von Membra- neue Prozesse, neue Systeme, die nen soll die Dürre lindern. Ist die wir auch hier in Aachen entwiextrem stromhungrige Technolo- ckeln. Das ist aber noch ganz gie der Ausweg aus der Wasserkrise, schön schwierig. fragte zuletzt der „Spiegel“. Diese Frage wird in diesen Tagen in AaWie sind die erfolgsaussichten? chen diskutiert. Denn dort sind Wessling: Es geht hier wirklich um 700 Fachleute aus aller Welt zu- einen neuen Durchbruch in der sammengekommen, um Entwick- Entsalzung. Vor allem geht es dalungen im Bereich der Membranen vorzustellen. Der Kongress „Euro„Wäre energie nicht so teuer, membrane“ findet alle wäre Wasserknappheit heute zwei bis drei Jahre statt und ist ein wichtiger Imschon kein Problem.“ pulsgeber. Das Thema MAtthiAs WEssling, RWth AAchEn, Wasseraufbereitung, bei VERfAhREnstEchnik dem Membranen eine besonders wichtige Rolle spielen, ist wichtiger denn je. Wasser wird bereits als das rum, Prozesse mit viel höherer neue Öl bezeichnet. Dass es durch- Ausbeute zu entwickeln. Entsalaus Hoffnung gibt für Kalifornien zung 2.0 leidet noch immer darunund andere Regionen, die unter ter, dass wir aus 100 Liter zu entsalDürre leiden, erklärt Matthias zendem Wasser nur 50 Liter TrinkWessling, Leiter des Lehrstuhls wasser erhalten. Der Rest bleibt unChemische Verfahrenstechnik der benutzt. RWTH Aachen, die die EuromemDas heißt, es gibt grundsätzlich brane 2015 im Eurogress ausricheine Lösung auf das Problem der tet. Wasserknappheit in Kalifornien und Was können Membranen an dieser anderswo? Stelle bewegen? Wessling: Ja, es gibt eine Lösung. Wessling: Membranen werden ein- Und wäre Energie nicht so teuer, gesetzt, um aus Meerwasser über dann wäre Wasserknappheit jetzt einen Entsalzungsprozess Trink- schon kein Problem. In Ländern, wasser zu machen. So wird inzwi- in denen es viel Öl und Gas gibt, ist schen schon ein Großteil des Mit- es ja auch kein Problem. Darum Hier hilft (fast) nur noch Beten: ein Schild mit der Aufschrift „Pray for rain“ (Bete für regen) drückt die Not in weiten teilen Kaliforniens aus. Hilfe vertelmeerraums mittels dem Verfah- können sie eine Fußball-Weltmeis- spricht hier und in anderen teilen der Welt die entsalzung von Meerwasser, das dank hochmoderner Membranen erleichtert wird. Doch noch kostet es zu viel energie. Die Forschung verspricht auf einem Kongress in Aachen allerdings Abhilfe. Foto: dpa ren der sogenannten Umkehros- terschaft in Katar ausrichten. mose versorgt. Das heißt, das Wasser geht durch die Membran und Kalifornien und Katar sind weit native haben wir die sogenannten sind alle Anwendungen im Bereich wicklung bevor! möglichen Disziplinen zusamweg. Was haben Membranen und Oberflächengewässer, zum Bei- der regenerierbaren Rohstoffe und das Salz wird zurückgehalten. men: Nanotechnologie, Polymerderen entwicklung mit unserem spiel die Talsperren wie die in Roet- da geht es zum Beispiel um die einWelche? verarbeitung und -produktion – trinkwasser zu tun? gen. Das Wasser ist aber nicht rein fache Frage: Kann ich in einer Klär- Wessling: Das ist Abwasser 3.0. Sie das machen etwa BASF und Evonik Was sind das für Membranen? Wessling: Das sind Kunststoff- Wessling: Wir wollen unsere genug, das müssen Sie noch mal anlage eine Prozessführung hinbe- kennen diese Becken, in denen es –, Prozessentwicklung, ModellieGrundwasservorräte, reinigen. Das macht man in meh- kommen, mit der ich sauberes blubbert, in denen der Schlamm rung. Auch die Medizintechnik. membranen, die sehr dicht sind. Sie müssen sie sich als sehr dünne die wir im Boden ha- reren Schritten. Einer, der dabei Wasser mache und in die Umge- auftreibt. Da wird immer von unFolien vorstellen und je dünner ben, weiterhin wichtig ist, ist der, in dem wir si- bung abgeben kann und dabei ten mit Luft begast. Diese Begainwiefern sind Membranen dort genicht belasten. Wir cheres, sauberes und – wir wir auf keine Elektrizität benötige. Also sung passiert mit Ventilatoren. fragt? die sind, umso besser ist es. Das Salz wird zu 99,9 Prozent zurückpumpen aber stän- Englisch sagen – sufficient, also eine elektrizitätsfreie Abwasserbe- Und diese Ventilatoren benötigen Wessling: Es geht dabei unter andedig mehr Grund- ausreichendes, Wasser machen. handlungsmethode. Die wäre ein Energie. Diesen Energieverbrauch rem um die sogenannte Hämodiagehalten. Und mit Salz meine ich Natriumchlorid – das ist Kochwasser auf und Wir befreien es dabei von seinen unglaublicher Durchbruch. Dazu müssen wir eliminieren. Da gibt es lyse. Die größte Anwendung der salz. nutzen es als Trink- Schwebstoffen und reinigen es gibt es immer mehr Konzepte. Bei- neue Membranentwicklungen, bei Membranen ist in der Nierenwäwasser, obwohl wir weiter bezüglich Mikroverunreini- spielsweise eines, bei dem der denen sie wie künstliche Lungen sche. Das funktioniert bisher sehr Wie werden Membranen, die jetzt das eigentlich ver- gungen. Der Schritt der Entfer- Schlamm in den Faultürmen in kleine Schläuche einlassen, auf gut. Die Anzahl der Menschen, die schon 99,9 Prozent des Salzes zumeiden wollen. nung von Schwebstoffen ist ganz den Fokus rückt. Der wird dort ver- diesen kleinen Schläuchen wach- mit dieser Technologie weiterlerückhalten, noch leisAls Al- wichtig, und das machen Membra- goren und die Faulgase, die dabei sen Zellen und die Zellen bauen ben können wächst jährlich um tungsfähiger? ternen. Die haben anders als die Um- entstehen, enthalten Methan, also dann die Verunreinigungen das vier bis sechs Prozent. Das sind Wessling: Neuerdings kehrosmosemembranen Poren, eigentlich Erdgas, das wir auch in Abwassers ab. So kommt man zu heutzutage weltweit 2,2 Millionen das können Sie sich wie einen Kaf- der Erdgasleitung haben, dann ganz neuen Abwasserkonzepten: Menschen. Hier auf der Euromemgeht es vor allem um feefilter vorstellen, der die Schweb- aber noch verunreinigt. Wenn wir energieneutral. ganz neue Prozesse. brane wurde jetzt vorgetragen, wie stoffe zurückhält. das zurückgewinnen und aufarbeidie Trennschärfe, also das TrennIch nenne das Entten, können wir damit Strom maimpulse zu diesen themen gehen in vermögen der Membranen weiter salzung 3.0. Dabei Membranen können aber doch weit chen. Dafür werden Membranen diesen tagen von Aachen aus. Was verbessert werden kann, damit die ist 1.0 die thermizeichnet die euromembrane aus? mehr, als bei der Wasseraufberei- eingesetzt in sogenannten BiogasPatienten länger und besser leben. sche Verdampfung. Sie kochen tung eingesetzt werden. Was sind anlagen. Und dann gibt es noch Wessling: Hier werden die neuen Solche Effekte sind fast magisch. das Wasser, andere einsatzfelder? eine große Herausforderung… Da Konzepte beschrieben, es gibt erste Allerdings verstehen wir leider kondensieren Wessling: Unglaublich spannend steht uns eine fantastische Ent- Erfahrungsberichte, wie solche noch viel zu wenig. Aber wir woles und dann haAnlagen funktionieren, welche len mehr verstehen und wir werben Sie es entMaterialien für den Einsatz entwi- den in Zukunft mehr verstehen. technischer Fortschritt: Matthias Wessling zeigt auf der euromembrane ckelt werden. Die 700 Teilnehmer An der Wechselwirkung zwischen salzt. Dazu 2015 in Aachen eine sogenannte tubulare Membran (röhrenmembran). Der kommen aus ganz Europa und Blut, Zellen und Membranen arbrauchen Sie Aachener Verfahrenstechniker und wissenschaftliche Leiter des DWi Leibniz- stolz sind wir, dass auch viele Teil- beiten wir auch hier in Aachen am aber sehr viel instituts für interaktive Materialien an der rWtH blickt auf die Chancen, die Mem- nehmer aus Asien und Australien DWI Leibniz-Institut für InterakEnergie! 2.0 sind branen etwa in der Wasserversorgung oder auch in der Medizin bieten. Foto: Steindl angereist sind. Dabei kommen alle tive Materialien. die sogenannten


Aachener zeitung , 14.01.2016

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Aktivitäten - Activities

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87

Donnerstag, 14. Januar 2016

themencheck: eu-millionen für die forschung

Hier werden Spurengase recycelt: im Forschungszentrum Jülich steht die Simulationskammer „Saphir“. in ihr erforscht Hendrik Fuchs mit Hilfe von eU-Mitteln unsere Atmosphäre. Fotos: Forschungszentrum Jülich, Krupp-Stiftung, Phatcharin Tha-in, Harvard University

Mit Millionen Wissenslücken schließen

Aachen. Zehn junge Forscher aus nRW haben die begehrten „Starting grants“ des europäischen Forschungsrats (eRC) eingeworben – darunter drei aus Aachen. „Diese besondere Auszeichnung zeigt, dass exzellente Forschung in nRW zu Hause ist“, sagt nRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze (SPD). Die jeweiligen Forschungsvorhaben werden mit bis zu 1,5 Millionen euro gefördert. Mehr als 2900 europäische Wissenschaftler hatten sich beworben, 291 wurden ausgewählt. Die „grants“ zählen zu den prestigeträchtigsten Förderungen in europa. „es freut mich außerordentlich, dass erneut drei Spitzenforscher der RWTH Aachen gefördert werden. Dies unterstreicht die bedeutende Rolle der RWTH in der europäischen Forschungslandschaft“, sagt Rudolf Mathar,

Prorektor für Forschung und Struktur der RWTH. Zum Vergleich: Die renommiertesten Universitäten in europa wie die eTH Zürich und die Universität oxford zählen vier, die TU Delft und die Universität Cambridge fünf eRC-Startings-grants. Darüber hinaus werden seit 2013 sogenannte Consolidator grants vergeben. Die Wissenschaftler sind hier einen Schritt weiter. Zwei dieser „grants“ gehen in diesem Jahr an das Forschungszentrum Jülich. (tka) Was wird erforscht? Warum ist das wichtig? Wer ist der Forscher?

E HEnDriK BluHm (36)

E AnDrEAs WAltHEr (35)

E rAfAEl KrAmAnn (34)

E HEnDriK fucHs (39)

E sAmir lounis (38)

Leiter des Lehrstuhls für Quantentechnologie, RWTH Aachen

DWi-Leibniz-institut für interaktive Materialien, Aachen

Klinik für nieren- und Hochdruckkrankheiten, Uniklinik RWTH Aachen

institut für Troposphärenforschung, Forschungszentrum Jülich

Peter-grünberg-institut, Forschungszentrum Jülich

Quantenbits (Qubits) sind eines der großen Themen in der Physik und anderen Disziplinen – auch oder gerade für Hendrik Bluhm. in seinem geförderten Forschungsprojekt geht es um die Übermittlung solcher Quantendaten zwischen Quantencomputern – per glasfaserkabel. Dafür untersucht er Halbleiterqubits, die bisher vielversprechende eigenschaften zeigen, in vielerlei Hinsicht aber noch unerforscht sind. Die nutzung des sogenannten quantenmechanischen effekts zur informationsverarbeitung, also klassische Bits (auf denen bislang Daten gespeichert werden) durch Quantenbits als elementare Speicher- und Rechenbauelemente zu ersetzen, wird von der Wissenschaft als möglicher Paradigmenwechsel verstanden. Die Auswirkungen wären kolossal. Daten ließen sich unter anderem wesentlich effizienter verarbeiten und vor allem: abhörsicher übertragen. Bluhm hat an der Albert-Ludwigs-Universität in Freiburg Physik studiert, an der Stanford University promoviert und in Harvard gearbeitet. Seit März 2011 ist er Universitätsprofessor für das Fach Physik der Fakultät für Mathematik, informatik und naturwissenschaften der RWTH und Leiter des Lehrstuhls für Quantentechnologie.

Wenn Wissenschaftler ein neues Material mit einer bestimmten eigenschaft entwickeln, optimieren sie zunächst Struktur und Beschaffenheit des Materials. Andreas Walther geht in seinem Forschungsprojekt einen Schritt weiter und betrachtet die zeitliche Kontrolle über die Materialstrukturen, denn diese können sich verändern. Vorbild ist der menschliche Körper: „er funktioniert durch das Zusammenspiel unendlich vieler molekularer Komponenten. Dabei spielt eine entscheidende Rolle, dass einzelne Komponenten im Laufe der Zeit neu entstehen, sich verändern oder sich auflösen“, erklärt der Wissenschaftler. „ich möchte künstliche Materialien entwickeln, denen das auf ähnliche Weise gelingt und die ein zeitlich vorgegebenes Programm absolvieren.“ Für solche neuartigen Materialien sind eine Reihe einsatzfelder denkbar, etwa als temporärer Datenspeicher oder auch als Träger für medizinische Wirkstoffe. Walther ist seit 2011 am DWi Leibniz-institut für interaktive Materialien (ehemals Deutsches Wollforschungsinstitut) an der RWTH Aachen. nach der Promotion an der Universität Bayreuth zog es ihn nach Finnland, wo er an der Helsinki University of Technology und der Aalto University forschte.

in seinem Forschungsprojekt „CureCKDHeart“richtet Rafael Kramann den Fokus auf Patienten mit chronischer niereninsuffizienz (im Bild das Schema einer niere). es sollen grundlegende Vorgänge im Herzen dieser Patienten aufgeschlüsselt werden, die Herzvernarbung verursachen. in einem zweiten Schritt gilt es, neue Therapien zu entwickeln, die Herzvernarbung reduzieren und möglicherweise sogar aufhalten können. Ziel ist es, mit der entwicklung neuer Therapien plötzlichen Herztod zu vermeiden und eine chronische Herzinsuffizienz bei Patienten mit einer chronischen niereninsuffizienz zu reduzieren. Kramann ist in der Klinik für nieren- und Hochdruckkrankheiten, rheumatologische und immunologische Krankheiten, Medizinische Klinik ii, beschäftigt, die zur Uniklinik der RWTH zählt. er wurde 2015 mit dem Carl-LudwigPreis der Deutschen gesellschaft für nephrologie und dem Bernd-TersteegenPreis des Verbandes Deutsche nierenzentren ausgezeichnet.

Menschen und Pflanzen emittieren Schadstoffe in die Atmosphäre, bringen sie also in Umlauf. Das sogenannte Hydroxyl-Radikal sorgt als eine Art „Waschmittel“ dafür, dass die Atmosphäre sich selbst von diesen Schadstoffen reinigen kann. Das ist bekannt. Bekannt ist auch, dass sich die Hydroxl-Radikale beim Abbau der sogenannten Spurengase selbst recyceln. Doch wie genau dies in gebieten geschieht, in denen Pflanzen besonders große Mengen organischer Verbindungen (Schadstoffe) abgeben, ist noch nicht geklärt. Dies will Hendrik Fuchs ändern und die Wissenslücke schließen. Dazu untersucht der Wissenschaftler in seinem Forschungsprojekt mit Hilfe der Jülicher Atmosphärensimulationskammer „Saphir“ den Abbau der wichtigsten Verbindungen unter Bedingungen, wie sie in der realen Atmosphäre zu finden sind. Die notwendigen instrumente werden teilweise selbst entwickelt. Die entwicklung des Klimas zählt zu den zentralen Fragen der Forschung weltweit. Sein Verständnis zählt zu den elementaren Herausforderungen. Das Thema Klimawandel ist der große Treiber. Der Physiker Hendrik Fuchs ist – mit einer zweijährigen Unterbrechung, die er in den USA verbrachte – seit 2003 am Forschungszentrum Jülich und koordiniert dort seit 2013 die Forschungsarbeiten an der Simulationskammer „Saphir“.

Immer mehr Bürgerwehren spielen Polizei

Samir Lounis untersucht in seinem Projekt die eignung komplexer magnetischer nanostrukturen für die informationstechnologie. Sein Fokus liegt auf Magnetstrukturen wie den wirbelförmigen Skyrmionen, die erst vor wenigen Jahren entdeckt wurden. Solche gebilde könnten sich einmal nutzen lassen, um digitale Daten mit sehr geringem energieaufwand auf engstem Raum zu verarbeiten und zu speichern. Jedoch sind die dynamischen Prozesse, die beim entstehen und Löschen von Skyrmionen ablaufen, noch völlig unverstanden. Um die physikalischen einflüsse, die hierbei eine Rolle spielen, von grund auf zu verstehen, plant Lounis mit seinem Team eine Jülicher Rechenmethode weiterzuentwickeln. Die erkenntnisse sollen allein auf den zugrundeliegenden gesetzen der Physik fußen. Solche Rechenmethoden benötigen enorme Rechenkapazitäten und sind deshalb nur an Supercomputern möglich, wie es sie am Forschungszentrum gibt. es geht auch hier um das schnelle und sichere Speichern und Verarbeiten von Daten. Lounis forscht seit 2003 am Forschungszentrum Jülich. Seit 2011 leitet der Physiker die Helmholtznachwuchsgruppe „Functional nanoscale Structure Probe and Simulation Laboratory (Funsilab)“ am Peter-grünberg-institut und am institute for Advanced Simulation. im Februar 2015 wurde er zudem als Junior-Professor für Theoretische nanospintronics an die RWTH Aachen berufen.


Aachener zeitung , 19.2.2016

Wirtschaft

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Wachstum: NRW baut auf neue Werkstoffe Bei innovativen Materialien ist das Land bundesweit führend. 200 Milliarden Euro Jahresumsatz werden mit Leichtbau oder auch Keramiken erzielt. Ein Wettbewerb fördert Projekte und ideen. Die region ist dabei stark vertreten. Von thorsten Karbach

tute wie das DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien (ehemals Deutsches Wollforschungsinstitut) an der RWTH Aachen, in dem es wie der Name schon sagt, um neuartige Materialien oder eben auch Werkstoffe geht. Dort wurde zuletzt unter anderem ein

aachen. Jahrzehntelang stand Nordrhein-Westfalen für Kohle und Stahl. Hütten, Zechen und Tagebau stehen nun für die Vergangenheit. An ihre Stelle rücken sogenannte neue Werkstoffe, also beispielsweise hochtemperaturbeständige Keramiken, leichtgewichtige „Die Entwicklung neuer Faserverbundwerkstoffe, Werkstoffe ist nicht nur ein Biokunststoffe oder spezielle AluminiumknetJobmotor für NrW, sondern legierungen. Mit rund 10 000 Unternehmen stößt auch die technologische und ForschungseinrichWeiterentwicklung der tungen, fast einer Million Beschäftigten und erneuerbaren Energien an.“ rund 200 Milliarden johanneS ReMMel, GRüne, Euro Jahresumsatz – TennRW-uMWeltMInISteR denz: steigend – ist NRW laut Landesregierung mittlerweile der bundesweit führende Standort dieser blau schimmernder, teilweise neuen Werkstoffbranche. lichtdurchlässiger Polymer-Ring Befeuert wird diese Entwicklung (besonderer Kunststoff) für eine von der dichten Hochschul- und Fünf-Euro-Sammlermünze entwiForschungslandschaft: 72 Hoch- ckelt, die nun neu auf den Markt schulen und mehr als 50 außeruni- gekommen ist. versitäre ForschungseinrichtunEin paar Meter weiter an der gen haben ihren Sitz in NRW, da- Aachener Forckenbeckstraße resirunter sind 13 Fraunhofer-, zwölf diert das Institut für Textiltechnik Max-Planck- und elf Leibniz-Insti- der RWTH (ITA). Dort werden neue

Drei Fragen an

0 Euro)

n Monaten 24 4,15* 4,44 4,44 * 4,60* 4,60 * 4,79* 3,89 3,99 4,14 * 4,90* 3,69 * 4,36* 3,99 3,98 * 4,58*

line-Kond.

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n unter:

eb.de line.de 18.02.2016

8 Uhr)

achen.de

„Eine tragende Säule“ ▶ Svenja Schulze, SPD

NrW-Wissenschaftsministerin

Welche Bedeutung haben die neuen Werkstoffe für NrW? Schulze: : In vielen Bereichen und auf vielen Ebenen sind Innovationen ohne eine so vielfältig einsetzbare und nutzbare Querschnittstechnologie wie neue Werkstoffe kaum noch möglich. Aktuell sind es 200 Milliarden Euro Umsatz pro Jahr in NRW mit neuen Werkstoffen. Das zeigt: Das ist eine mächtige, tragende Säule für Wirtschaft und Wohlstand in unserem Land. haben neue Werkstoffe am Ende das Potenzial die klassische industrie in NrW mit Kohle und stahl zu ersetzen bzw. deren Niedergang zu kompensieren? Schulze: Da gibt es für mich kein Entweder-oder. Klassische Industrien sind nicht veraltete Techno-

SonSTIGE Titel

.16 17.02.16

8,79 5,75 0,37 8,96 8,11 5,35 7,41 6,40 4,72 5,51 5,01 1,54 5,37 8,89

95,33 134,60 59,89 97,69 79,13 75,39 7,50 187,15 64,86 16,18 73,01 21,51 15,02 8,71

logie, gerade hier in NRW werden sie auf höchstem Niveau weiterentwickelt. So sind etwa neue Stahlsorten und Stahlanwendungen elementarer Bestandteil des hochmodernen Leichtbaus. Neue Werkstoffe bedeuten also nicht den Verzicht auf „klassische Industrie“. Es gilt, Synergien und Potenziale intelligent zu nutzen.

Warum ist gerade NrW bundesweit führend in diesem sektor? Schulze: Wir sind ja nicht nur bundesweit führend, sondern auch auf europäischer Ebene und sogar im globalen Maßstab hervorragend aufgestellt. Die Basis dafür ist unsere exzellente Wissenschaftslandschaft. 72 Hochschulen und 50 außeruniversitäre Einrichtungen haben ihren Sitz in NRW. Sie alle leisten, das gilt im besonderen Maße natürlich auch für die neuen Werkstoffe, einen wichtigen und letztlich entscheidenden Beitrag für den schnellen Transfer von technologischem Fortschritt zu gesellschaftlichem Nutzen. Und genau darauf kommt es an. (tka)

Fasermaterialien entwickelt, die als Leichtbautextilen bei neuen Automobilen oder in der Medizintechnik zum Einsatz kommen. Das hat weltweit Gewicht, Ende vergangenen Jahres besiegelte das ITA eine Kooperation mit dem Tokyo Institute of Technology (TITECH), einem anderen weltweit führenden Institut in diesem Metier. Die neuen Werkstoffe werden seitens der Landesregierung als „entscheidendste Schlüsseltechnologie“ und „maßgeblicher Innovationsmotor“ klassifiziert. Dem entsprechend wurde ein Wettbewerb „Neue Werkstoffe.NRW“ ausgerufen. 20 Millionen Euro aus dem EU-Regionalfonds und Landesmitteln liegen bereit, die ersten zwölf Projekte wurden zur Förderung empfohlen – und auch hier ist die Region stark vertreten: An fünf der zwölf empfohlenen Projekte sind Firmen und Hochschulinstitute aus Aachen und Herzogenrath beteiligt.

Membranen für Implantate Das Projekt „FilaMem“ beschäftigt sich mit biofunktionellen Membranen für Dauerimplantatwerkstoffe – unter Beteiligung des ITA. Konkret geht es um die Entwicklung eines Verbundsystems aus einem neuartigen, patentierten Nickel-Titan-Stent (eine Gefäßstütze) und einer aus sogenannten Submikrofasern bestehenden biofunktionellen, röntgensichtbaren Membran. Herkömmliche Werkstoffe sind hier keine Lösung. Das System wird speziell für den Verschluss von Aneurysmen im zerebralen Bereich – also im Gehirn – entwickelt. Aneurysmen liegen hier häufig an der Aufspaltung eines Gefäßes in zwei Gefäßarme vor. „Die hier liegenden Gefäßerweiterungen sind mit konventionellen Methoden nur schwer zu behandeln“, erklärt ITA-Mitarbeiter Magnus Kruse. Dafür braucht es einen speziell geformten Stent. Und genau der wird von der Bochumer Phenox GmbH und der Bochumer Femtos GmbH unter der Leitung von Hermann Monstadt, Geschäftsführer bei Phenox und Lehrbeauftragter der RuhrUniversität Bochum, Lehrstuhl Werkstofftechnik, entwickelt. Anschließend wird für eine beschleunigte Heilung der Gefäßwand, also den Verschluss des Aneurysmas, ein hochelastischer, heilungsfördernd ausgerüsteter Kunststoff durch das DWI LeibnizInstitut für Interaktive Materialien entwickelt. Dieser neuartige Werk-

hochpräzise arbeit mit neuen Werkstoffen: in einem Projekt von aachener Wissenschaftlern mit Bochumer Biomedizinunternehmen werden spezielle stents mit einer besonderen Membran versehen. am Ende sollen die Gefäßwände bei aneurysmen schneller heilen. fotos: Phenox Gmbh stoff wird dann am ITA und dem Institut für Angewandte Medizintechnik (AME) zu den Submikrofasern weiterverarbeitet und auf den Stent aufgebracht. Neue Werkstoffe können am Ende auf diesem Wege zu kleinen Lebensrettern werden.

Für die energiewende Die anderen Projekte drehen sich um Kunststoff/Magnesium-Werkstoffverbunde für den Ultraleichtbau, ultraleichte Kunststoffkraftstoffbehälter, und effektive, bleifreie Solarzellen. Es geht gleichermaßen um die Zukunft des Automobils, medizinische Anwendungen und die Energiewende. „Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist nicht nur Jobmotor für Nordrhein-Westfalen, sondern stößt auch die technologische Weiterentwicklung der erneuerbaren Energien an. Wir brauchen diese kreativen Ideen, um die Energiewende made in NRW zur Er-

Mehr aktuelle Kurse und Charts: www.az-web.de / www.an-online.de

20:00 Uhr

SE)

Freitag, 19. Februar 2016

WERTE

Titel

letzte Div. 18.02.16 17.02.16

Aareal Bank ADVA Optical Net. Aegon (P) Agfa-Gevaert (P) Ahold (P) Air Berlin Airbus Group Aixtron SE NA Akzo Nobel (P) Alphabet Inc. A (P) Amadeus Fire Apple Inc. (P) Aurubis Axel Springer SE BayWa vNA Bechtle

1,20 0,23 0,48 1,20 1,45 3,37 1,98 1,00 1,80 0,80 1,20

24,81 25,10 8,61 8,35 4,48 4,47 3,38 3,20 19,84 19,68 0,89 0,88 56,04 55,04 3,48 3,46 53,81 53,82 650,00 657,05 64,10 63,30 86,95 87,81 41,15 42,06 46,23 45,75 26,19 26,13 78,81 78,17

letzte Div. 18.02.16 17.02.16

GlaxoSmithKline 0,80 17,99 18,25 Hamburger Hafen 0,52 12,68 12,54 Hann. Rückvers. NA 3,00+1,25 92,73 91,44 Hawesko 1,30 40,20 39,98 Heidelberger Druck. 1,78 1,78 HOCHTIEF 1,70+0,20 86,37 86,20 Hornbach Hold. (P) 1,57 53,98 52,77 Hugo Boss NA 3,62 69,30 69,49 IBM (P) 5,00 119,23 113,02 Identive Group (P) 1,43 1,55 IKB Dt. Industriebk. (P) 0,46 0,47 ING Groep (P) 0,65 10,43 10,58 Intel (P) 0,98 26,73 26,39 Intershop 1,23 1,22 Isra Vision 0,39 59,00 59,01 Jenoptik 0,20 12,21 11,81 Jungheinrich 1,04 68,95 67,10 Kabel Deutschland 3,17 115,00 115,80

Titel

letzte Div. 18.02.16 17.02.16

QIAGEN QSC NA 0,10 Relx N.V. (P) 0,38 Renault (P) 1,90 Repsol YPF 0,58 Rheinmetall 0,30 Rhön-Klinikum 0,80 Royal Dutch Shell A 1,88 RTL Group 3,50 RWE Vz. 1,00 Salzgitter (P) 0,20 Sanofi S.A. (P) 2,85 Sartorius Vz. 1,08 Schneider Electr. (P) 0,56 Schumag (P) SGL Carbon SE Singulus Sixt SE St. 0,80+0,40

19,38 19,02 1,45 1,42 14,76 14,61 80,87 80,43 9,03 9,22 63,57 62,62 26,96 26,65 20,61 20,98 76,33 75,50 8,30 8,17 21,59 21,09 71,10 70,70 222,00 220,65 52,53 48,59 3,09 2,95 10,51 10,56 0,22 0,27 40,29 39,47

folgsgeschichte zu machen“, erklärt Umweltminister Johannes Remmel (Grüne). 133 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft hatten sich mit 39 Projektskizzen an dem Wettbewerb beteiligt, der verantwortliche Projektträger des Wettbewerbs sitzt im Forschungszentrum Jülich. „Die ausgewählten Maßnahmen haben durchweg hohes Potenzial, neue Märkte zu erschließen. Damit können sie den Standort Nordrhein-Westfalen weiter profilieren und wettbewerbsfähige Arbeitsplätze schaffen“, bilanziert Günther Horzetzky, Staatssekretär im Wirtschaftsministerium des Landes NRW nach der ersten Runde des Wettbewerbs zufrieden. 2017 wird ein zweiter Durchgang gestartet. Und die Erwartungen sind hoch. NRW-Wissenschaftsministerin Svenja Schulze (SPD) sagt: „Die erste Wettbewerbsrunde hat bereits gezeigt: Die ausgewählten Projekte können für große Fortschritte sorgen.“ Ein Service der Sparkasse Aachen

nE-METAllE, MESSInG, EDElMETAllE kurse in Euro Del-Notiz Kupfer MK Aluminium Blei in Kabeln Zinn 99,9% Messing MS 58 Messing MS 58-2 Messing MS 63/37 18.02.16 Goldbarren Silberbarren Krügerrand

100 100 100 100 100 100 100 100

kg kg kg kg kg kg kg kg

18.02.16 421,24–424,12 512,16 164,00 179,69 1479,00 381,00–407,00 410,00–437,00 418,00–420,00

Ankauf/Verkauf 1 kg 34145,6-35677,3 1 kg 393,9-489,8 1 uz 1045,6-1145,4

DAx: 9463,64 (+86,43) – Frankfurt, den 18. Februar 2016, xetra-Schluss –


Aachener zeitung , 15.3.2016

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bis 18 Uhr)

rlag-aachen.de

Von thorsten Karbach Aachen. Diese Muschel ist ein glänzender Ausgangspunkt für die Wissenschaftler. Buchstäblich, denn die Perlmuttschicht im Innern der Abalone – um genau zu sein der Meeresschnecke Haliotis laevigatra – schimmert in prächtigen Farben, wenn Andreas Walther sie in den Händen wiegt. Die Pazifik-Muschel, das Exemplar in seinen Händen hat Walther bei einem Kalifornien-Urlaub nahe San Francisco gefunden, hatte auf Anhieb eine hohe Anziehungskraft auf den Chemiker, der am DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien (Ehemals Deutsches Wollforschungsinstitut) forscht. Walther, 36, ist der Natur auf der Spur, um Strukturen wie die der Perlmuttschicht in der Abalone mit künstlichen Materialien nachzubauen. Denn die Natur entpuppt sich als großer Lehrmeister an dieser Stelle: Perlmutt ist gleichermaßen steif und bruchfest. Würde sich Walther auf einen Perlmuttohrring stellen, er würde weder brechen noch verbiegen oder sich anders deformieren. Künstliche Materialien würden sich entweder – wie Gummi – verformen oder – wie Keramik – reißen und brechen. „Die sehr hohe Steifigkeit und die sehr hohe Bruchfestigkeit der Abalone ist einmalig. Die Natur hat hier ein Problem gelöst, beide Eigenschaften in einem Material zu vereinen“, sagt Walther. Dann greift er zu einer dünnen, durchsichtigen Folie. Tatsächlich: Den Aachener Leibniz-Forschern um Andreas Walther ist es gelungen, ein Perlmutt-Imitat mit vergleichbaren Eigenschaften herzustellen. Die Industrie schaut genau hin, denn die Entwicklung ist für viele Branchen interessant. Die Perlmuttschicht ist unbrennbar, in Japan werden Abalone einfach auf den Grill gelegt – um verzehrt zu werden. Die schwermetall- und halogenfreie Schicht kann also feuerschützend auf Kleidung aufgetragen werden, entsprechende Verfahren wurden bereits entwickelt. „Da kann man einen richtig starken Brenner draufhalten“, sagt Walther. Auch Wände können unbrennbar versiegelt werden. Weil sie noch dazu gasundurchlässig ist, könnten Pipelines oder Gastanks mit einer Schicht ausgekleidet werden. „Sie ist eine super Gasbarriere“, sagt Walther – was beispiels-

99,67 144,65 64,41 97,96 80,59 78,72 8,44 191,25 65,09 18,34 75,60 23,52 15,83 8,33

Von der Muschel zur innovativen folie: andreas Walther (links) zeigt Doktorand alejandro Benitez das Perlmuttimitat. weise auch bei der Verpackung von frischem Fleisch praktisch wäre, insbesondere weil sie sehr viel reißfester als handelsübliche Folien ist.

Mit Glas undenkbar Bis hin zu einem solchen Massenprodukt mag der Weg noch weit sein, an anderer Stelle ist die Perspektive klarer: Mit der künstlich hergestellten Perlmuttfolie ließe sich luftempfindliche (organische) Elektronik luftdicht verkapseln, was (aus)rollbare Displays (Bildschirme) oder auch Fernseher plötzlich in greifbare Nähe rückt. Mit Glas wäre das undenkbar, denn Glas bricht bekanntermaßen. In fünf bis zehn Jahren sieht Walther hier erste Modelle. Der Muschel sei Dank! Das

leichte Material ließe sich noch dazu in Elektroautos verbauen, wo leichtgewichtige Werkstoffe essenziell sind und derzeit glasfaserverstärkte Bauteile dominieren. Holz, Spinnennetze, Krustentierpanzer – es gibt eine ganze Reihe von Stoffen aus der Natur mit phänomenalen Eigenschaften, denen die Wissenschaftler nachjagen. Der Lotuseffekt kann bei Wandfarben bereits nachgeahmt werden. Das Haftprinzip von Geckofüßen wird kopiert. Walther faszinieren solche Themen, seit er als junger Wissenschaftler, er hatte gerade an der Universität Bayreuth pro-

seit 2014 ein Leibniz-Institut 2014 ist das Deutsche Wollforschungsinstitut DWi an der rWth aachen der Leibniz Gesellschaft beigetreten und wurde in DWi Leibnizinstitut für interaktive Materialien umbenannt. Walther ist seit 2011 am DWi Leibniz-institut. Nach der Promotion an der Universität Bay-

reuth zog es ihn nach finnland, wo er an der helsinki University of technology und der aalto University forschte.

moviert, bei einer Konferenz zum Thema war. Seitdem legt er immer mal wieder ein Stück Natur auf das Elektronenmikroskop – etwa den Schwimmkörper eines kleinen Tintenfisches, den er am Strand gefunden hatte. Denn der ist gleichermaßen leicht und hochporös, kann aber mit den Fingern dennoch nicht zusammengedrückt werden. „Eine sehr interessante Struktur, es ist uns aber noch kein Konzept eingefallen, wie wir diese Struktur sinnvoll nachbauen können“, sagt Walther, der für seine Forschung jüngst einen der begehrten „Starting Grants“ des Europäischen Forschungsrats (ERC) einwerben konnte. Bei der Perlmuttschicht der Abalone galt es zunächst, den Aufbau zu verstehen. Tatsächlich hat die Perlmuttschicht eine backsteinmauerartige Struktur. Kleine Kalziumcarbonatplättchen sind wie die Backsteine einer Mauer angeordnet, sie haben einen

Die Natur als Vorbild für neue Materialien: die abalone hat eine beeindruckende struktur.

Mehr aktuelle Kurse und Charts: www.az-web.de / www.an-online.de Titel

101,95 146,25 65,50 100,25 81,10 80,23 8,47 194,25 66,28 18,53 76,00 23,84 15,97 8,59

Dienstag, 15. März 2016

Der aachener Leibniz-forscher andreas Walther hat die Perlmuttschicht der abalone kopiert – etwa für ausrollbare Bildschirme

SonSTIGE

14.03.16 11.03.16

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Wie eine Muschel zum Vorbild wird

Stand: 20:00 Uhr

SkuRSE)

Aktivitäten - Activities

Wirtschaft

ummer 63

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WERTE

Titel

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Aareal Bank ADVA Optical Net. Aegon (P) Agfa-Gevaert (P) Ahold (P) Air Berlin Airbus Group Aixtron SE NA Akzo Nobel (P) Alphabet Inc. A (P) Amadeus Fire Apple Inc. (P) Aurubis Axel Springer SE BayWa vNA Bechtle

1,20 0,25 0,48 1,20 1,55 3,37 1,98 1,35 1,80 0,80 1,20

29,79 30,03 10,29 10,36 5,08 5,08 3,89 3,89 20,32 20,28 0,75 0,75 60,50 60,09 3,33 3,19 56,99 56,28 676,03 665,01 69,54 66,30 92,40 91,23 44,99 43,36 48,12 47,06 30,84 30,64 79,09 77,35

letzte Div. 14.03.16 11.03.16

GlaxoSmithKline 0,80 18,12 18,04 Hamburger Hafen 0,52 13,61 13,49 Hann. Rückvers. NA 3,00+1,25 100,75 101,20 Hawesko 1,30 39,80 40,00 Heidelberger Druck. 1,95 1,89 HOCHTIEF 1,70+0,20 98,75 97,83 Hornbach Hold. (P) 1,57 57,03 55,92 Hugo Boss NA 3,62 58,63 56,57 IBM (P) 5,00 129,00 127,30 Identive Group (P) 1,99 1,93 IKB Dt. Industriebk. (P) 0,22 0,23 ING Groep (P) 0,65 11,80 11,75 Intel (P) 0,98 28,53 28,32 Intershop 1,32 1,33 Isra Vision 0,39 61,50 60,52 Jenoptik 0,20 12,76 12,77 Jungheinrich 1,04 75,10 72,57 Kabel Deutschland 3,17 115,35 114,30

Titel

letzte Div. 14.03.16 11.03.16

QIAGEN QSC NA 0,10 Relx N.V. (P) 0,40 Renault (P) 2,40 Repsol YPF 0,58 Rheinmetall 0,30 Rhön-Klinikum 0,80 Royal Dutch Shell A 1,88 RTL Group 3,50 RWE Vz. 1,00 Salzgitter (P) 0,20 Sanofi S.A. (P) 2,85 Sartorius Vz. 1,08 Schneider Electr. (P) 0,56 Schumag (P) SGL Carbon SE Singulus Sixt SE St. 0,80+0,40

20,10 19,46 1,27 1,27 15,20 15,17 84,50 82,04 10,58 10,52 68,19 67,51 27,22 27,47 21,52 21,56 76,84 75,55 8,36 8,23 25,07 23,96 75,14 73,98 231,80 233,25 55,98 55,31 2,86 2,85 9,70 9,48 0,26 0,25 44,79 42,68

fotos: andreas steindl

Durchmesser von einem Hundertstel Millimeter und sind ein 2000-stel Millimeter dick. Verbunden werden die Plättchen von einer Art Biomörtel (unter anderem aus Proteinen), wie Walther erläutert. „Diese Struktur hat fantastische Eigenschaften“, sagt Walther. Mit synthetischen Materialien hat er begonnen, die MuschelMauer-Struktur nachzubauen – allerdings „multifunktional“, wie er erklärt. Die Folie, die er vorführt, ist anders als das Muschelperlmutt transparent und leitfähig – gerade das macht sie für die Unterhaltungselektronik so interessant. Letztlich gab es zwei Ansätze, die Perlmuttschicht nachzubauen: wie ein Maurer eine Backsteinmauer wäre denkbar gewesen, hätte angesichts der winzig kleinen „Steine“ aber Ewigkeiten gedauert. Die Leibniz-Forscher haben stattdessen „Backsteine“ und Mörtel (aus synthetischem Polymer, also Kunststoff) in Wasser gelöst, das sie wegfiltern. Die Bestandteile fügen sich dabei selbstständig zu einem dünnen Perlmuttpapier zusammen. Am Ende steht oder besser liegt die dünne Folie. Mit der Muschel hat sie auf den ersten Blick nichts mehr gemein – ihre Eigenschaften hat sie dennoch. Ein Service der Sparkasse Aachen

nE-METAllE, MESSInG, EDElMETAllE kurse in Euro Del-Notiz Kupfer MK Aluminium Blei in Kabeln Zinn 99,9% Messing MS 58 Messing MS 58-2 Messing MS 63/37 14.03.16 Goldbarren Silberbarren Krügerrand

100 100 100 100 100 100 100 100

kg kg kg kg kg kg kg kg

14.03.16 457,42–460,29 551,34 165,00 190,94 1602,00 412,00–436,00 444,00–468,00 448,00–450,00

Ankauf/Verkauf 1 kg 35437,4-37007,9 1 kg 403,3-500,9 1 uz 1088,5-1190

DAx: 9990,26 (+159,13) – Frankfurt, den 14. März 2016, xetra-Schluss –


www.bestewelten.de, 3.2.2016

ĵĵ vollständiger Artikel auf http://www.bestewelten.de/welten/thema/inspiriert-von-der-evolution/


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Bildnachweise – Picture Credits & Copyrights Seite 5: Phatcharin Tha-in Seite 7: Carpus+Partner; Jörg Stanzick Seite 13: Dr. Helga Thomas, DWI Seite 16: Thomas Tigges, Dr. Khosrow Rahimi, Dr. Akihiro Nishigushi, DWI Seite 18/19: Peter Winandy Seite 24: Jonas Rose, DWI Seite 31: BADV, Agentur: leadcom.de; Künstler: Stefan Klein and Olaf Neumann, Iserlohn (Bildseite) und Alina Hoyer, Berlin (Wertseite) Seite 32: Dr. Xiaomin Zhu, DWI Seite 33: Dr. Tim Femmer, Dr. Alexander J. Kühne, AVT/DWI Seite 34: Dr. Paramita Das, Dr. Andreas Walther, DWI Seite 35: Dr. Olga Vinogradova, DWI Seite 36: Prof. Dr. Wim de Jeu, Dr. Khosrow Rahimi, Dr. Ahmed Mourran, DWI Seite 37: Dr. Karin Peter, Veit Houben, DWI Seite 38: Alexandra Rommerskirchen, AVT/DWI Seite 39: Dr. Tim Femmer, AVT/DWI Seite 40: Robert Femmer, DWI Seite 41: Monika Barth, AVT/DWI Seite 42: Prof. Dr. Andrij Pich, DWI Seite 43: Dr. Laura De Laporte, Todor Valeriev Kukushliev, DWI Seite 45: Dr. Laura De Laporte, DWI Seite 48: Aix-Klusiv, Corinna Krauthausen Seite 50/51/53 Dr. Janine Hillmer, DWI Seite 77: awk/endermann Seite 78: InnoMedia Seite 79: Bundesamt für zentrale Dienste und offene Vermögensfragen (BADV) Seite 80: Thomas Heuser, DWI Seite 81: Andreas Schmitter Seite 83: kunststoffe.de, Bild oben: Andreas Schmitter; www.textilforschung.de, Bild unten: InnoMedia Seite 84, 86-89: Aachener Zeitung / Aachener Nachrichten Seite 85: Deutsches Münzmagazin Seite 90: www.bestewelten.de

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Annual Report 2015  
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