Jahresbericht 2002

Grundlagen für morgenBasics for tomorrow

Jahresbericht 2001/2002Annual report 2001/2002

E&B_GKSS JB 02_Teil1_01.07 28.08.2007 12:04 Uhr Seite 1

ForschungResearch


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Visionen realisieren

wir freuen uns, Ihnen den neuenJahresbericht der GKSS vorlegen zukönnen. Wir möchten Ihnen auf denfolgenden Seiten ausgewählte Ein-blicke in die vielfältigen und span-nenden Forschungsaktivitäten unse-resZentrums geben und hoffen, dassauch Sie sich wieder von der Faszi-nation Forschung begeistern lassen.

Am 12. September 2001 haben sichdie fünfzehn Forschungszentren derbisherigen HGF mit der Gründungder Hermann von Helmholtz Ge-meinschaft deutscher Forschungs-zentren e.V. einen nach außen undinnen sichtbaren Rahmen geschaf-fen, einen Rahmen für die größtedeutsche Forschungsorganisation mitmehr als 20.000 Mitarbeiterinnenund Mitarbeitern. Als erster Präsidentder HGF e.V. ist Herr Professor Kröll,der frühere Leiter des DeutschenZentrums für Luft- und Raumfahrt(DLR), gewählt worden und hatGKSS als eines der ersten Zentrenanlässlich des Neujahrsempfanges2002 besucht.

Wir haben uns in der neuen HGFviel vorgenommen. Die HGF wird diebisherige zentrenorientierte For-schungsfinanzierung aufgeben undeine zentrenübergreifende Finanzie-rung von Forschungsthemen ein-führen.

Darüber hin-aus wird derPräsident mitHilfe eines„Impuls- undVernetzungs-fonds“ (an-gestrebtesFördervolu-men 75 MioEuro p.a.)neue Schwer-punkte setzen und Weichenstellun-gen bei den bisherigen Themen för-dern.

Die Forschung der HGF wird zukünf-tig in sechs Forschungsbereichenthematisch zugeordnet, evaluiert undfinanziert. Die Forschungsbereichesind:

- Struktur der Materie,- Gesundheit,- Erde und Umwelt,- Schlüsseltechnologie,- Energie,- Luft- und Raumfahrt.

GKSS ist dabei an den ersten vierForschungsbereichen beteiligt. DieForschungsbereiche sind jeweils inmehrere Programme unterteilt (da-her auch „Programmförderung“).

Die wissenschaftliche, programmati-sche Zuordnung und Zugehörigkeitzu zentrenübergreifenden For-schungsthemen erfordert eine inten-sive Diskussion und Abstimmungzwischen den auch weiterhin eigen-ständigen Zentren. Diese wird durchdie neue Förderung nun auch einengesunden Wettbewerb der For-schungszentren und der besten Ar-beitsgruppen untereinander beinhal-

ten. Das neue System der Wissen-schaftsförderung der HGF geht u. a.zurück auf die Forderung des Wis-senschaftsrates in seiner HGF-Eva-luation. Eines der Anliegen des

Wissenschafts-rates war es,die Vereinbar-keit von Ko-operation undneuer Konkur-renz als eineder großenHerausforde-rungen imWettstreit umdie bestenKonzepte zubewerkstelli-gen. Wichtigste

Kriterien in diesem Wettbewerb blei-ben nach wie vor die wissenschaftli-che Qualität und die strategische Be-deutung der Arbeiten.

GKSS ist eng eingebunden in dieEntwicklung der HGF-übergreifendenForschungsthemen.

• Das Institut für Küstenforschung istim Forschungsbereich Erde undUmwelt zusammen mit dem Al-fred-Wegener-Institut im ProgrammMeeres-, Küsten- und Polarfor-schung beteiligt. Die Institute stim-men ihre Aktivitäten in der Küsten-forschung ab und stellen sich ge-meinsam im Jahre 2003 einer wis-senschaftlichen Evaluation. Anfang2002 ist bei einem von GKSS aus-gerichteten wissenschaftlichenKongress über „Küstenhorizonte“zudem die gemeinsame Bearbei-tung dieser Thematik auch mit denPartnern außerhalb der HGF vorbe-reitet worden.

• Das Institut für Werkstoffforschungerstellt gemeinsam mit dem Insti-tut für Chemie ein Programm un-ter Beteiligung des HMI zum The-ma „Funktionale Werkstoffsysteme“im Forschungsbereich Schlüssel-technologie. Querschnittsvernet-

Liebe Leserin, lieber Leser,

Professor Dr. Walter Kröll, erster Präsident der HGF.


Realizing Vi s i o n s

We are delighted to be able to bringyou the new GKSS Annual Report. Inthe following pages, we would like topresent selected activities from ourhighly varied and exciting researchprogramme. We hope that you toowill be captivated by the fascinatingworld of science.

On 12 September 2001, the 15 re-search centres that constituted theformer HGF established the Her-mann von Helmholtz Association ofGerman Research Centres (HGFe.V.). This body, which provides a vi-sible framework both inside and out-side of the German research com-munity, is the largest research orga-nization in Germany, with more than20,000 employees. Professor Kröll,the former Director of the GermanAerospace Center DLR, was namedas the inaugural president. GKSS wasone of the first HGF research centresto receive a visit from Professor Kröllat its New Year’s reception earlierthis year.

With the new organizational structurecomes an ambitious program of re-form. For example, the HGF will ceaseto finance research on a centre-by-centre basis and instead introduce asystem whereby research topics receive funding across the associationas a whole.

In addition, withthe help of an“Momentum andNetworkingFund” (at a pro-posed volume of¥ 75 million ayear), the presi-dent will be ableto specify newmain researchareas as well as supporting freshmomentum in existing ones.

In the future, research at the HGFwill be thematically organized, eva-luated and funded in a total of sixresearch areas. These are as follows:

- Structure of Matter- Health- Earth and the Environment- Key Technologies- Energy- Aerospace

GKSS is involved in the first four ofthese areas of research. The areasare further broken down into anumber of research progr a m m e s ,thus giving rise to the concept of pro-gr a m m e promotion.

The scientific assignment of specificresearch topics to programmes andthe topics’ association with researchareas transcending individual researchcentres requires intensive consulta-tion and co-ordination among thevarious centres, which nonethelessremain independent. In line withnew funding procedures, this will al-so involve the introduction of healthycompetition between research centresand working groups. The new fun-ding system is based in part on re-

commendations made by the Scien-tific Council in the course of its HGFreview in 2001. One of the ScientificCouncil’s chief concerns was to cre-ate a productive climate in whichboth co-operation and competition

exist side by sidewith a view togenerating thebest concepts.In such an envi-ronment, themost importantcriteria will re-main scientificexcellence andthe strategicsignificance ofthe project.

GKSS is closely involved in the speci-fication of HGF-wide research topics.

• The Institute for Coastal Researchis involved, together with the Al-fred Wegener Institute, in the pro-gramme „Ocean, Coastal and PolarResearch”, which forms part of theresearch area „Earth and the Envi-ronment”. The two institutes co-or-dinate their activities in the field ofcoastal research and will undergojoint scientific evaluation in 2003.In the course of a scientific con-gress on „Coastal Horizons”, whichwas staged by GKSS at the begin-ning of 2002, preparations werealso made to look at this topicwith partners from outside of theHGF.

• The Institute for Materials Researchis putting together a joint program-me with the Institute of Chemistryin the field of „Functional MaterialSystems.” This programme, whichalso involves the participation ofthe HMI, is covered by the „KeyTechnologies” research area. Net-working in the field of materials re-search is set to play an importantrole in the development of keytechnologies for the future.

Dear readers,

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Professor Dr. Walter Kröll, president of the HGF e.V.


ForschungsreaktorResearch Reactor

TechnikumTechnical Department


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Synchrotronstrahlung in der Materialforschung: Eine sinnvolle Ergänzung zur Neutronenstreuung

Für die Wissenschaft bietet mo-dernste Forschung mit Neutro-nen einzigartige MöglichkeitenEinblicke in die atomare Strukturvon Materialien zu gewinnen.Für diesen Zweck betreibt GKSSden Forschungsreaktor FRG-1und führt im Rahmen des strate-gischen Projekts GeNeSyS (Geesthacht Neutron and Syn-chrotron radiation Scattering)Forschung an der GeesthachterN e u t r o n e n f o r s c h u n g s e i n r i c h t u n g(GeNF) durch. Der Betrieb unddie Zurverfügungstellung vonderartigen Großgeräten für Wis-senschaftler aus aller Welt ist ei-ne zentrale Aufgabe der Helm-holtz-Gemeinschaft und somitvon wesentlicher Bedeutung fürGKSS. Eine für die Aufgaben derMaterialforschung komple-mentäre Sonde stellt die Rönt-genstrahlung dar. Vor dem Hin-tergrund der Forschung an Groß-geräten ist die Nutzung von Syn-chrotronstrahlung von besonde-rem Interesse und stellt einesinnvolle Ergänzung zur For-schung mit Neutronen dar. Wieim folgenden Beitrag an einigenBeispielen gezeigt, werden imRahmen des GKSS-Forschungs-programms diese Methoden fürdie Materialforschung an Leicht-bauwerkstoffen genutzt.

Naturgemäß richtet sich die For-schung an einer Neutronenquellenach den besonderen Eigenschaftender Sonde Neutron. Diese liegen u. a. in der Fähigkeit, tief in M a t e r i a l i-en einzudringen sowie besondersempfindlich auf Wasserstoff und Magnetismus in Materie zu sein. DaNeutronen als quantenmechanischeTeilchen über We l l e n e i g e n s c h a f t e nv e rfügen, entstehen wie bei sichtba-rem Licht Interf e r e n z m u s t e r, wenn siean Materie gestreut werden. DasGrundprinzip der Neutronenstreuungbesteht darin, aus derartigen Interf e-renzmustern auf die Struktur der zuuntersuchenden Materie rückzuschlie-ßen. Auf diese Weise kann man zer-störungsfrei Aussagen auf Längenska-len von Bruchteilen von atomaren Ab-

ständen bis in den Mikrometerbereichmachen, die mit anderen Methodenoft nicht zugänglich sind. Beispielesind die Bestimmung der Anordnungder Atome in Kristallen, deren Ab-standsänderung durch aus dem Her-s t e l l u n g s p r ozess resultierende Eigen-spannungen in Bauteilen, Schicht-dicken und Grenzflächenrauigkeitenvon Schichtstrukturen, oder die Analy-se von Ausscheidungen, Poren undkomplexen molekularen Strukturen.

Eine alternative Methode für derart i g eUntersuchungen stellt die Röntgen-streuung dar. Röntgenstrahlen erlau-ben nach dem gleichen Prinzip Mes-sungen zu Strukturaufklärung von Ma-terialien. Wesentliche Unterschiede zuNeutronen bestehen in der andersar-tigen Wechselwirkung mit Materie,z.B. in der erheblich stärkeren Absorp-tion, die ein tiefes Eindringen in Pro-ben und Bauteile erschwert. Röntgen-quellen sind im allgemeinen wesent-lich intensiver als Neutronenquellenund ermöglichen daher erheblichschnellere Messungen, z. B. währendder Ve rformung, der Wä r m e b e h a n d-

lung oder während der Rissbildung.Dies gilt insbesondere für Sy n-chrotronquellen, die Investitionen voneiner ähnlichen Größenordnung wieNeutronenquellen darstellen.

Röntgen- und Neutronenstrahlungsind als komplementär in ihren Mög-lichkeiten anzusehen. Der Nachteilder geringeren Eindringtiefe vonRöntgenstrahlung kann durch Nut-zung höherer Energien teilweisekompensiert werden. Die entspre-chend geringere Wellenlänge führtjedoch zu erheblich kleineren Streu-winkeln und damit zu einer unver-meidlichen nadelförmigen Verzer-rung des Volumens, aus dem die ge-wünschten Strukturinformationenkommen. Dies ist z. B. für Messun-gen der Eigenspannungen in Bautei-len ein Nachteil, da diese i. A. in ver-schiedenen orthogonalen Raumrich-tungen gemessen werden müssen.Aufgrund der dafür notwendigen Ro-tation des nadelförmigen Streuvolu-mens ist es hierbei nicht möglich,diese Daten von genau dem glei-chen Teilvolumen der Probe zu er-

Die Neutronenstreueinrichtungen im GKSS-Forschungszentrum werden von zahlreichen in- und ausländischenWissenschaftlern genutzt.

The neutron-scattering-facilities at GKSS are used by national and international groups of scientists.


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nen erf o r d e r l i c h . Ähnliche Beispiele fürdie Komplementarität von Neutronenund Röntgenstrahlung existieren in vie-len Forschungsbereichen.

Generell ist festzustellen, dass auf-grund der Verfügbarkeit von Syn-chrotronstrahlung mit Röntgenme-thoden inzwischen manche Fra-gestellungen untersucht werden kön-nen, die früher ausschließlich Neu-tronen vorbehalten waren. Wie obenbeispielhaft dargestellt, ist die ge-wonnene Information jedoch meistnicht die gleiche, sondern komple-mentär. Daher bietet es sich fürGKSS an, die im Bereich der Neutro-nenstreuung vorhandene Kompetenzauszuweiten und zusätzlich Syn-chrotronstrahlung zu nutzen und ex-ternen Wissenschaftlern zur Verfü-

gung zu stellen. Die räumliche Nähezum HGF-Zentrum DESY in Hamburgsowie die dort verfolgten Ausbauplä-ne legen eine Zusammenarbeit na-he. Dies gilt auch vor dem Hinter-grund, dass z. B. im kürzlich von derMax-Planck-Gesellschaft veröffent-lichten „European white book onfundamental research in materialsscience“ festgestellt wird, dass imGegensatz zur Neutronenstreuung„synchrotron X-ray scattering still hasto find widespread use in the ap-plied community besides its alreadystrong acceptance in protein scienceand drug design“. Demnach stellt ge-rade die Kompetenz bei GKSS imBereich der anwendungsorientiertenMaterialforschung mit Neutronen einhohes Innovationspotenzial für dieSynchrotronforschung bei DESY dar.

Das Ziel ist daher der Aufbau einesNutzerzentrums für Materialfor-schung für die komplementäre Nut-zung von Neutronen- und Synchro-tronstrahlung. Die Aktivitäten zumAufbau von GKSS-Kapazitäten in derSy n c h r o t r o nstrahlung finden auf dreiZeitskalen statt.

• Kurzfristig hat DESY der GKSS dieMöglichkeit eröffnet, die Strahl-führung HARWI W2 (HArter WIgg-ler) an dem derzeitigen Arbeits-pferd, der Synchrotronquelle DO-RIS III, zu übernehmen und geeig-net zu modernisieren. Hierbeizeichnet sich eine Zusammenar-beit mit einem weiteren HGF-Zen-trum, dem GeoforschungszentrumPotsdam (GFZ), ab, das Interessehat, einen Strahlzeitanteil von 20-30% für Synchrotronexperimenteunter hohem Druck, entsprechendden Bedingungen im Erdinnern, zunutzen.

• Mittelfristig plant DESY, den PETRA-II-Ring, der derzeit hauptsächlichals Injektor für den noch größerenHERA-Ring im Rahmen von Experi-menten der Elementarteilchenphy-sik genutzt wird, ab 2007 zu einerneuen Synchrotronquelle (PETRAIII) umzurüsten. PETRA III wird ei-ne Quelle der dritten Generationsein und in ihrer Qualität den bes-ten international derzeit verfügba-ren Einrichtungen mindestensebenbürtig sein. GKSS plant, anPETRA III ca. drei der insgesamtvorgesehenen rund 15 Strahl-führungen mit Experimentierein-richtungen auszustatten und zubetreiben.

• Langfristig ist GKSS an dem geplan-ten Röntgenlaser X-FEL (X-ray freeelectron laser) interessiert, der alsTeil des ansonsten für die Elemen-tarteilchenforschung vorgesehenenTESLA-Linearbeschleunigers (TeVEnergy Superconducting Linear Ac-celarator) von DESY vorgeschlagenworden ist. Der X-FEL wird heutigeSynchrotronquellen nochmals ummehrere Größenordnungen in ih-rer Strahlintensität- und Brillanzüberflügeln und völlig neue For-schungsmöglichkeiten eröffnen. Ei-ne Aktivität seitens GKSS bestehtzur Zeit in der Entwicklung von

Messung der Eigenspannung mit NeutronenResidual Strain Measurement with Neutrons

Beim Reibrührschweißen, einem bei GKSS intensiv untersuchten Fügeverfahren für den Leichtbaustoff Alumi-nium, sorgt ein verschleißfreies rotierendes Werkzeug durch Reibung für die notwendige Prozesswärme undverrührt gleichzeitig das plastifizierte Material (oben). Durch Bewegung entlang der Fügelinie wird so einemetallischen Bindung erzeugt. Wie die Messungen der Eigenspannungen mit Neutronen in zwei orthogona-len Raumrichtungen (longitudinal L und transversal T) zeigen, können durch gleichzeitige Kühlung mit CO

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die in longitudinaler Richtung auftretenden Eigenspannungen drastisch reduziert werden. Die Messpunktewurden dabei entlang der transversalen Richtung durch die Schweißnaht hindurch aufgenommen.

Friction stir welding, a bonding process intensively investigated at GKSS for the lightweight material Alumini-um, is performed by using a rotating non-consumable tool to plasticise the material by the generation of fric-tional heat. Additionally the material is stirred by the tool pin and consolidated by an axial force to form themetallic bond. The measurements of the residual strain with neutrons in two orthogonal directions (longituid-nal L, transverse T) show that the strain in the longitudinal direction can be reduced drastically by coolingwith CO2 during welding. The data points were taken along the transverse direction through the seam.

ohne Kühlung mit Kühlung


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genspannung, wenn nicht die Span-nung innerhalb der einzelnen Kristal-lite gefragt ist. Ein Extremfall für dieNotwendigkeit großflächiger Rönt-genstrahlung stellt die Tomographiedar, bei der durch Rotation der Pro-be aus einer Vielzahl einzelnerDurchstrahlungsbilder eine dreidi-mensionale Darstellung der Probeerrechnet wird (siehe auch Seite 20:„Mikrostrukturanalyse mit Synchro-ton-Tomographie”). Offensichtlich istdie Größe des simultan aufzuneh-menden Bildes wesentlich durch dieGröße des Röntgenstrahls bestimmt.Daher wird HARWI W2 für Anwen-dungen, die einen vergleichsweisegroßflächigen Röntgenstrahl erfor-dern, voraussichtlich auch noch nachInbetriebnahme von neuen Mess-plätzen an PETRA III von großem In-teresse sein.

Gerade die kleineren hochparallelenRöntgenstrahlen an PETRA III erlau-ben dagegen den Vorstoß in qualita-tives Neuland. Eine Mittelung überviele Kristallite in der Probe ist we-gen des geringen Strahlquerschnittsoft nicht möglich, statt dessen kannabsichtsvoll Streuung an einzelnenKristalliten betrieben werden. DerenGitterverzerrung aufgrund von Eigen-spannungen sowie ihre Orientierungin der Probe kann im Prinzip Kristallitfür Kristallit gemessen werden, sodass sehr viel detailliertere Informati-on über die kristalline Realstrukturzerstörungsfrei erzielbar ist, als mitbisher gängigen Methoden. Diesesogenannte dreidimensionale Rönt-gendiffraktion befindet sich zur Zeitin der fortgeschrittenen Entwick-lungsphase und dürfte vor allem fürdie angewandte Materialforschung

der Zukunft an PETRA III eine we-sentliche Rolle spielen. Darüber hin-aus erlaubt die höhere Intensität er-heblich kürzere Messzeiten und damitin situ-Experimente mit extrem hoherZeitauflösung. Außerdem bietet PE-T RA III aufgrund der höheren Energi eder im Ring bewegten Elektronen we-sentlich intensivere Röntgenstrahlungvon erheblich höherer Energie alsD O RIS III. Daher ist bereits in diesemfrühen Stadium der Diskussion der In-strumentierung von PET RA III klar,dass GKSS ein großes Interesse hat,einen für derartige Messungen opti-m i e rten Messplatz für die anwen-d u n g s o r i e n t i e rte Materialforschungaufzubauen und zu betreiben.

Ein mit DESY und der externen Nut-zerschaft abgestimmtes Gesamtkon-zept des Engagements von GKSS inBezug auf den Bau von Messplätzenan PETRA III kann erst nach Ab-schluss des entsprechenden Diskus-sionsprozesses Ende 2002 vorliegen.Dem breiten Erfahrungsschatz imstrategischen Projekt GeNeSyS beimBetrieb von GeNF sowie der Einord-nung von GeNeSyS in den HGF-For-schungsbereich „Struktur der Mate-rie“ im Rahmen der programmorien-tierten Förderung entsprechendkönnten derartige Messplätze überdie hier schwerpunktmäßig darge-stellte Materialforschung an Struktur-werkstoffen hinaus z. B. für weicheMaterie, magnetische Materialienoder die chemische Analytik opti-miert sein, um auch in diesen For-schungsgebieten einen komple-mentären Zugang zur Neutronen-und Synchrotronstrahlung bieten zukönnen. Im Rahmen eines breiteninterdisziplinären Ansatzes ist einZentrum für die moderne Material-forschung mit Streumethoden* ge-plant, das nicht zuletzt auch durcheine gute personelle Ausstattung derBeamlines und eine entsprechendgute Betreuung der externen Nutzerim internationalen Wettbewerb erfol-greich bestehen kann.

* GKSS betreibt die Matscatt Mailingliste für den In-

formationsaustausch im Bereich der Materialwissen-

schaften mit Streumethoden. Nähere Informationen

sind unter http://matscatt.gkss.de verfügbar.

Mittlere Brillanz der bei DESY geplanten QuellenAverage Brillance of various Sources planned at DESY

Mittlere Brillianz der verschiedenen bei DESY geplanten Quellen. Im hochenergetischen Bereich bei 100 keVliegt die Steigerung vom geplanten neuen HARWI Wiggler an DORIS III zu einem PETRA-III Undulator bei ei-nem Faktor von mehr als 10000. Ein weiterer Faktor von 10, der bei höheren Energien drastisch ansteigt, istbei Nutzung der spontanen Emission eines TESLA X-FEL Undulators realisierbar. Vergleicht man anstelle dermittleren Brillianz die Peak-Brillianz, liegt dieser Faktor wegen der Zeitstruktur an TESLA allerdings um 5 bis 6Größenordnungen höher. Ein zusätzlicher Sprung, allerdings nur bei niedrigeren Energien, ist durch den TES-LA SASE X-FEL möglich. Die von TESLA erzeugte Synchrotronstrahlung zeichnet sich durch besonders hoheKohärenz und eine Zeitstruktur bis in den fs-Bereich hinein aus, die neuartige Experimente für die GKSS-Ma-terialforscher erlauben wird.

Average brilliance of the various sources planned at DESY. In the high energy range around 100 keV the in-crease from the new HARWI Wiggler at DORIS III to a PETRA-III Undulator will be a factor of more than10000. An additional factor of around 10, which drastically increases for energies above 100 keV, can beprovided by spontanuously emitting undulators of the TESLA X-FEL. If instead of the average brilliance thepeak brilliances are compared the factor will be 5 to 6 orders of magnitude higher due to the time structureof TESLA. An additional jump, however only at low energies, will be possible using the TESLA SASE X-FEL.The synchrotron radiation at TESLA will offer so far unequalled beam coherence and a time structure downinto the fs-range providing qualitatively new experimental possibilities for materials research at GKSS.


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Mikrostrukturanalyse mit Sy n c h r o t r o n -To m o g r a p h i e

Mit Hilfe der Synchrotronstrah-lung können - ähnlich wie in derMedizin bei der Untersuchungdes Menschen - detaillierte In-formationen aus dem Innerenvon Werkstoffproben über dieVerteilung von Defekten, Gefüge-bestandteilen und Orientierun-gen gewonnen werden. Sie sindwichtige Eingabegrößen bei derModellierung des mechanischenVerhaltens dieser Konstruktions-werkstoffe. Während mit kon-ventioneller Röntgenstrahlungaufgrund geringer IntensitätMessungen dieser Art nur mitsehr großem Zeitaufwand mög-lich sind, erlaubt die intensiveSynchrotronstrahlung hochauf-gelöste Untersuchungen anLeichtbaulegierungen wie Aluminium oder Magnesium inZeitspannen von ca. einer Stunde pro Tomogramm.

Für die Untersuchung eines im Flug-zeugbau üblichen Aluminium-Werk-stoffes wurde die am DESY für For-schergruppen verfügbare Synchro-tron-Tomographie im Rahmen einesTeilprojekts innerhalb des Sonderfor-schungsbereiches 371 „Mikromecha-

nik mehrphasiger Werkstoffe“ einge-setzt. In diesem Projekt geht es inerster Linie um die Vorhersage desVersagens von Strukturen aus dieserAluminium-Legierung am Computer.Das Versagen wird maßgeblich vonden in jedem realen Material vorhan-denen Verunreinigungen und Aus-

scheidungen beeinflusst. Notwendi-ge Voraussetzung für die mathemati-sche Beschreibung des mechani-schen Verhaltens ist die genaueKenntnis nicht nur der „durchschnitt-lichen“ Materialeigenschaften, son-dern insbesondere ihre Richtungsab-hängigkeit, die Verformungs- undBruchmechanismen auf mikrostruk-tureller Ebene sowie Größe und La-ge von Ausscheidungen im Material.Herkömmlicherweise werden zu die-sem Zweck drei Schliffe in den Rich-tungen des Raumes hergestellt unddiese stellvertretend für das gesamteMaterial unter einem Licht- oderElektronenmikroskop untersucht. Daaber durch die zufällige Wahl derSchlifflagen Häufungen (sog. Cluster)von Ausscheidungen nicht notwendi-gerweise erkannt werden, ist diesesaufwendige Verfahren gegenüber derTomographie im Nachteil. Dies giltinsbesondere bei der Untersuchungvon stark inhomogenen Stoffen, wiez. B. Gusswerkstoffen oder bei ge-walzten Halbzeugen, wie unser Bei-spiel zeigt.

Bei der Synchrotron-Tomographiewird die zu untersuchende Probevon einem Röntgenstrahl hoher Energie und Intensität durchleuchtet

Installieren des Probenkörpers in der Messstrecke.

Installing the specimen for tomography.

3D-Gefügebilder im Computer: virtuelle Schnitte durch eine Aluminiumprobe.

3D representation of an aluminium specimen: virtual slices.


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Entwicklung von Röntgenspiegeln für den VUV - Freie Elektronen La s e r

Im Rahmen des internationalenGroßprojektes TESLA (TeV -Energy Superconducting LinearAccelerator) entsteht am For-schungszentrum DESY ein „FreieElektronen Laser“ (FEL) für denVUV (Vakuum Ultra-Violett, 6 -200 eV) - und Röntgenbereich(0,5 - 15 keV). Mit Hilfe diesesRöntgenlasers wird es möglichsein, Materialien mit atomarerGenauigkeit abzubilden sowieholographische Aufnahmen ato-marer dreidimensionaler Struk-turen durchzuführen. Aufgrundseiner Zeitstruktur (Pulse im Be-reich von Femto-Sekunden, dasentspricht einem Milliardstel ei-ner Millionstelsekunde) könnenzeitabhängige Prozesse wie z.B.chemische Reaktionen mit hoherZeitauflösung untersucht wer-den.

Das Arbeitsprinzip eines solchenFELs unterscheidet sich von dem ei-nes herkömmlichen Lasers: WinzigePäckchen aus Elektronen werdendurch supraleitende Magneteannähernd auf Lichtgeschwindigkeitbeschleunigt. In diesem Undulatorwerden die Elektronen auf einen ho-rizontalen Slalomkurs gebracht, wo-durch sie einen hellen, gebündeltenRöntgenblitz aussenden. Die Rönt-genblitze beschleunigen oder brem-sen die vor ihnen fliegenden Elektro-nen, wodurch es zu einer Verdich-tung der kleinen Päckchen kommt.Die dadurch entstehende intensivereStrahlung wirkt auf weitere Elektro-nenpäckchen bis sämtliche Elektro-nen im Gleichtakt schwingen. Dasausgesandte Röntgenlicht addiertsich zu extrem intensiven Laserblit-zen. Dieses Prinzip nennt man auchSASE (Self-Amplified SpontaneousEmission) - Effekt.

Unter Ausnutzung des SASE-Prinzipsund einer hohen Elektronenstrahl-Qualität wurde am HASYLAB einVUV-FEL geschaffen. Diese Testanla-ge, der sogenannte TESLA Test Facili-ty (TTF) - FEL, arbeitet zurzeit mit ei-ner Wellenlänge von ca. 85 nm(dies entspricht einer Energie von

14.6 eV). Bis zum Jahresende 2003(in Phase II) soll diese Wellenlängeauf ca. 6 nm (200 eV) verringertwerden. Als Fernziel soll der TESLA-FEL dann eine Wellenlänge von 1 Å(12 keV) erreichen. Dies ist der Be-reich der harten Röntgenstrahlung.Für diese neuartige Lichtquelle wer-den Röntgenspiegel zur Strahl-führung und zum Einsatz in Mono-chromatoren (Vorrichtung zur Aus-wahl von Teilchen nach ihrer Energieoder von Wellen nach ihrer Fre-quenz) benötigt. Einen solchen Mo-nochromator stellt die „Seeding-Opti-on“ dar, in der Röntgenspiegel zumUmlenken der Photonen benötigtwerden. GKSS besitzt langjährige Er-fahrung bei der Entwicklung vonRöntgenspiegeln mit überragendenEigenschaften für spezielle Anwen-dungen. Dieses Know-how wird imRahmen eines gemeinsamen HGF-Strategiefondsprojektes mit dem HA-SYLAB/DESY genutzt.

Da der TTF - FEL in der Phase II ineinem Energiebereich von 20 - 200eV arbeitet, ist es sinnvoll Spiegeleinzusetzen, welche die Totalreflexi-on (kleine Einfallswinkel von etwa2°) ausnutzen. Zur Herstellung derSpiegel wurde bei GKSS in Zusam-menarbeit mit dem Technikum eine

neue Beschichtungsanlage aufge-baut, die Ende 2000 fertig gestelltwurde. In dieser Anlage werdenRöntgenspiegel mit Hilfe des „Mag-netron Sputtering“ (Kathodenstrahl-zerstäubung) hergestellt. Anschließendwerden sie am VUV - Reflektometeram Stahl G1 des HASYLABs vermes-sen.

Um Strahlenschädigungen und ther-mische Einflüsse zu vermeiden, wur-den zur Beschichtung Elemente mitgeringer Ordnungszahl Z, also mitmöglichst niedriger Absorption undhoher Reflektivität verwendet. Fürden hier relevanten Energiebereich(20 - 200 eV) wurden plane, gut po-lierte Silizium-Substrate mit amor-phem Kohlenstoff, dessen Absorpti-onskante bei 284 eV liegt, beschich-tet. Bei einem Einfallswinkel von 2Grad liegt die gemessene Reflekti-vität im Energiebereich von 40 bis250 eV bei 95 - 93 %. Dieser Wertentspricht nahezu der maximal er-reichbaren theoretischen Reflektivitätvon 95,6 %, welche aus Simulatio-nen bekannt ist.

Um einen ersten Anhaltspunkt überdie Stabilität der Kohlenstoffspiegelin der hochintensiven Röntgenstrah-lung zu erhalten, wurde die thermi-

Sputteranlage zur Herstellung von Röntgenspiegeln.

Sputtering system for preparation of x-ray mirrors.


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Sanierung schwefelsaurer B e r g b a u r e s t s e e n

Der Abbau von Braunkohlef ü h rte, insbesondere in der Lau-sitz, zu sehr großen Restlöchernund in Folge zu einer Vi e l z a h lvon Restseen. Die Landschaft indiesem Teil Deutschlands istmaßgeblich durch die Eingriffedes Menschen in die Natur ge-p r ä gt. Durch Ve r w i t terung desin den Abraumhalden enthalte-nen Pyrits versauern die Rest-seen. Der Anteil an Sulfat indiesen Gewässern wird auf 3 Mill. t geschätzt. Derart i g eGewässer sind weder für dieGewinnung von Tr i n k w a s s e r, dieFischindustrie noch als Badege-wässer nutzbar. Zusätzlich be-s teht die Gefahr, dass sowohldie Oberflächen- als auchGrundwässer versauern.

Um das Wasser der Restseen wiederin den neutralen Bereich zu über-führen, wurden im Rahmen einesHGF-Strategiefondsprojektes in denJahren 1998 bis 2001 die Grundla-gen für eine biotechnologische Sanie-rungsstrategie erarbeitet. Unter derFederführung des (UFZ) Umweltfor-schungszentrums Leipzig-Halle wa-ren an dem HGF-Projekt maßgeblichdie HGF-Zentren GKSS-Forschungs-zentrum Geesthacht (GKSS), For-schungszentrum Karlsruhe (FZK) undGesellschaft für BiotechnologischeForschung (GBF) beteiligt.

Als Demonstrationsobjekt hat dasUFZ einen sauren Restsee (RL 111)in der Lausitz ausgewählt. Er hat einVolumen von ca. 500.000 m3. DieGehalte an Eisen liegen bei 150 mg/L,an Sulfat bei 1250 mg/L und der pHbeträgt ca. 2,6. Das UFZ untersuchteschwerpunktmäßig die biologischenGrundlagen der Sulfatumwandlungund das Verhalten eines passiven Sa-nierungsansatzes. Die GKSS-For-schungsarbeiten konzentrierten sichauf folgende Punkte:

• Entwicklung von Groß-Enclosure bis 30 m Durchmesser für dieDurchführung von Versuchen insauren Seen.

Wasserwirtschaftliches Planungskonzept der LMBV

Water management concept of LMBV for the state Brandenburg and Eastern Saxonia.

Dimension der Versauerung von RestseenDimensions of the Acidification of post Mining Lakes

Restsee/Teilbereiche Füllvolumen Geogene Versauerung[Mio m3] K

B4,3pH

Bärwalde 150,0 13...15 2,6Lohsa II 99,0 1...9 2,3...2,8Dreiweibern 35,0 3...4 2,6Scheibe 133,0 - -Burghammer 65,0 -1 8,2Spreetal-NO 97,0 1...9 2,7...3,4Spreetal-Bluno

- Nordschlauch 104,0 - -- Nordrandschlauch 104,0 10 2,7- Bluno 104,0 4...5 2,7...2,8

Laubusch- Korlitzmühle k. A.- Laubusch 107,0 0...-1 6,1...7,4

Koschen 38,4 2 2,9...3,1Skado 130,0 8 2,4...2,8Sedlitz 202,0 3...5 2,5...3,0Ilse See 133,0 - -Bergheider See 38,0 - -Heidesee RL 131 Nord 103,0Heidesee RL 131 Süd 101,0 6 2,7Heidesee RL 130 101,0 1 3,3Heidesee RL 129 101,0Greifenhain 330,0 - -Gräbendorf 90,0 1 3,5...3,7Klinger See 102,3 - -Bischdorfer See (RL 23) 18,0 - -Schönfelder See (RL 4) 10,6 -3 7,6...7,9Drehna-See (RL 12) 17,1 1 3,0...3,5Bergen-Niederhof 5,1 2 2,8Beesdau-Schlabendorf 47,5 2...8 2,6...3,3Lichtenauer See (RL F) 25,0 3...6 2,6...3,0


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Zur Erfüllung weiterer Anforderungenwurden zwei sich ergänzende Veran-kerungssysteme eingeplant:

• Das Konstantzugsystem arbeitetmit getauchten Auftriebskörpern.Es ist daher unabhängig von Was-serstandsschwankungen, Wind undauch Eisgang.

• Das dynamisch reagierende Veran-kerungssystem hält das Enclosureauch bei starken Wind- und Was-serbewegungen mit Hilfe von Bo-jen an der vorgegebenen Position.

Abschließend kann gesagt werden,dass sich Technik und Funktion derneuen Groß-Enclosures inzwischenbewährt haben. Die Herstellungsko-sten erfüllen die GKSS-Vorgaben.

Eine Vorgabe des HGF-Projektes lau-tete "Entwicklung anwendbarer Sa-nierungsstrategien innerhalb der Pro-jektlaufzeit". Das UFZ entwickelte diepassive Sanierungsstrategie weiter.Bei GKSS wurden ergänzende Ver-fahrensalternativen und anschlie-ßend Untersuchungen zur Durch-führbarkeit eines aktiv gesteuerten insitu-Verfahrens unter Nutzung vonFolientanks diskutiert. Die grundsätz-liche Machbarkeit eines mikrobiolo-gisch arbeitenden Neutralisierungs-verfahrens war bereits im Rahmendes BMBF-Projektes „Entwicklungund Erprobung eines Verfahrens zurBehandlung saurer sulfatreicher ei-senhaltiger Wässer aus dem Braun-kohlentagebau (FKZ 02WB9539/0)”,1995-1998, an Hand einer Techni-kumsanlage an Land nachgewiesenworden.

Bezogen auf Landanlagen haben insitu-Anlagen prinzipielle Vorteile so-wohl bei den Investitions- als auchbei den Betriebskosten. Bei in situ-

Folientanks sindkeine Korrosions-probleme zu er-warten und sieerfordern wedereine stabileStützkonstruktionnoch ein Funda-ment. Die Pum-pen haben in si-tu nur geringeFörderhöhen zuüberwinden. Ausden langenbenötigten Ver-weilzeiten resul-tieren große Re-

aktorvolumina und damit großeBehälter. Eine Vergrößerung oderVerdoppelung von in situ-Folientanksist - im Gegensatz zu Stahltanks - mitgeringem Mehraufwand möglich.

Grundsätzlich sollten vor Beginn vonEntwicklungsarbeiten die Grundla-genuntersuchungen im wesentlichenabgeschlossen sein. Die Suche nachgeeigneten Kooperationspartnernführte zu Herrn Professor Koch, demLeiter des Lehrstuhls Wassertechnikan der Brandenburgisch TechnischenUniversität Cottbus (BTUC). Der Ent-wicklungsschwerpunkt von GKSSwurde anschließend maßgeblichdurch das mit der BTUC abgeschlos-sene GKSS-Hochschulprogramm(5T300G01-HS1) unterstützt. Esträgt entscheidend zu dem sich ab-

Auslegungs-Daten des Reaktor-SystemsDesign Data for the Bio-Reactor System

Vertikalreaktor und Säulenanlagen im Technikum der BTUC

Vertical pilot reactor and column-system at BTUC.

Durchmesser ca. 1,6 mFestbettvolumen (Stroh) ca. 5 m3

Verweilzeit (Annahme) ca. 15 hDurchflussgeschwindigkeit ca. 330,0 L/hSulfatgehalt ca. 1,4 g/LEisengehalt ca. 0,15 g/LSulfatabbau ca. 430,0 g/hAlkoholbedarf (2.500 kg/Jahr) ca. 130,0 g/hEisenbedarf ca. 130,0 g/hEisen im Wasser ca. 50,0 g/h


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te alle Beteiligten. Für eine weiterge-hende Umsetzung zu Sulfid war je-doch der pH noch zu niedrig.

Ein horizontal angeordneter in situ-Reaktor bietet den Vorteil, dass ei-nerseits die Sulfatreduktion am See-boden, wo Eisen vorhanden ist, ver-läuft und andererseits keine separa-

ten Reaktorbehälter benötigt werden.Der gesamte Umfang eines 30 m-Enclosures (ca. 100 m) kann dabeials Stroh gefüllte Reaktorzone die-nen. Diese Anordnung ergäbe eineinfaches und auch sehr wirtschaftli-ches Verfahren. Die Untersuchungenin Cottbus ergaben jedoch, dass auf-grund von Gasbildung und Dichteun-

terschieden nur ein äußerst geringerTeil des Reaktorquerschnitts als aktiveZone genutzt wurde. Die Reaktionsge-schwindigkeit der Sulfatreduktion lagbei nur rSO

4= - 0,02 mmol/Lxh.

Nach Abschluss des FuE-Programmswurde der Horizontalreaktor Mitte2001 zu einem Vertikalreaktor um-gerüstet.

Parallel zu den Versuchen mit demHorizontalreaktor wurden fünf verti-kal aufgestellte Filtersäulen (3 Stroh-säulen (SIII/SIV/SV) und 2 Sandsäu-len (SI/SII) betrieben. Der Durch-messer von 15 cm und die wirksa-me Filterstrecke von 2 m ergibt einReaktorvolumen von ca. 35 L. Mitdiesen Säulen wurden der maximaleDurchsatz und der zugehörige Sulfat-umsatz in Abhängigkeit von der Do-sierungsrate für Eisenhydroxid-schlamm und Nährstoffe ermittelt.Als Substrat wurde Methanol ver-wendet.

Die Säule SIII diente als Referenz-säule für die Säulen SIV und SV. DieEinarbeitung der Säulen SIV und SVverlief erwartungsgemäß wesentlich

Entwicklung der Umsatzraten der Säule IVConversion Rates of Column IV

Die Idylle trügt, denn mit einem pH-Wert von 2,6 lebt kein Fisch in diesem Wasser.

A nice environment - nearly an idyll, but no fish can live in this water with its pH of 2,6.


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GKSS bildet Nachwuchswissenschaftler auf europäischer Ebene aus

Dem GKSS-Institut für Chemiewurde kürzlich eine besondereAuszeichnung zuteil. Es wurde,unterstützt von der Europäi-schen Kommission, zum bishereinzigen Marie-Curie-Schulungs-standort (Training Site) für Mem-brantechnologie ernannt. In denkommenden vier Jahren werdeninsgesamt neun Doktorandenaus Deutschland und dem eu-ropäischen Ausland die Gele-genheit erhalten, in Geesthachtund Teltow (bei Berlin) einaußergewöhnlich breit angeleg-tes Wissen aus ganz unter-schiedlichen Bereichen derMembranforschung zu erwer-ben. Koordinatorin dieses eu-ropäischen Programmes istProf. Suzana Pereira Nunes. DasProgramm wird von namhaftenGKSS-Experten auf dem Gebietder Membrantechnologie wis-senschaftlich betreut.

Die Entscheidung für GKSS als Fort-bildungsstandort erfolgte in Anerken-nung der hervorragenden Leistungendes Instituts für Chemie auf demGebiet der Membrantrennverfahren.Nicht zuletzt durch einen erfolgrei-chen interdisziplinären Ansatz, d.h.Membranen-Forschung von den mo-lekularen Grundlagen der Basismate-rialien bis zur industrienahen Anwen-dung in Pilotanlagen, hat sich GKSSeine Spitzenposition in Europa gesi-chert. Das Betätigungsfeld der Wis-senschaftler reicht von der Teilchen-modellierung über die Membranent-wicklung bis zu den technologischenAnwendungen für die chemischeund petrochemische Industrie sowiefür Biomedizin und Brennstoffzelle.

Die hohe Kompetenz der GKSS-Wis-senschaftler sowie die vorhandenetechnische Infrastruktur vor Ort bie-ten nunmehr die einmalige Chance,das in Geesthacht und Teltow erwor-bene Wissen an junge Forscher di-rekt weiterzugeben. Die Nachwuchs-wissenschaftler werden im Institut fürChemie innerhalb eines Jahres For-schungsbereiche kennenlernen, dieheute bereits einen wesentlichen

Beitrag zur Verbesserung unsererUmwelt leisten. Dazu gehören dieWiedergewinnung von Wertstoffen inder Chemischen Industrie sowie dieUnterstützung neuer, sauberer Ener-gieformen.

Auch mit Problemen und Lösungenbei der Entwicklung biokompatiblerTrenn- und Trägerwerkstoffe für or-

ganunterstützende Systeme (z.B.Membranen für die künstliche Le-ber) wird sich die internationale Be-setzung von Wissenschaftlern tiefergehend befassen. Die Themen lau-ten im Einzelnen: „Modellierung desMolekulartransportes in Mixed-Matrix-Membranen“, „Membranreaktoren“,„Membranentwicklung für die Gasse-paration bzw. die Abtrennung organi-

Unterstützt von der Europäischen Kommission wurde das GKSS-Institut für Chemie zum bisher einzigen Marie-Curie-Schulungsstandort (Training Site) für Membrantechnologie ernannt.

The Institute of Chemistry at GKSS Research Center has just been chosen as Marie Curie Training Site inMembrane Technology.


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Membranen für b i o a rtifizielle Organe

Im Rahmen des Projektes„Membranen für Biohybridorga-ne“, das die Europäische Ge-meinschaft über einen Zeitraumvon 3 1/2 Jahren finanziell för-derte und das im vergangenenHerbst erfolgreich endete, wur-den Membranen entwickelt, mitdenen bioartifizielle Organe(Biohybridorgane) realisiert wer-den können. Neben dem Institutfür Chemie der GKSS als Koordi-nator waren an diesem ProjektGruppen von der Freien Univer-sität Berlin, der Strathclyde Uni-versity Glasgow, der Universitätvon Patras, der Firmen HollandBiomaterials Group bv und Fre-senius Medial Care DeutschlandGmbH beteiligt.

In bioartifiziellen Organen, die in derMedizin zur Unterstützung oder zumzeitweisen Ersatz erkrankter Organedienen können, sind Membranenund immobilisierte Organzellen kom-biniert. Die Membranen haben dabeisowohl eine „passive“ Trenn- und Fil-terfunktion für das Blut als auch eineTrägerfunktion für die eingebrachtenGewebezellen. Die Zellen überneh-men ihrerseits eine „aktive“ Trans-port- und Sekretionsfunktion. Sie ge-ben zuvor heraus gefilterte und auchselbst produzierte Stoffe, die für denKörper wesentlich sind, ins Blut ab. Gegenstand des Projektes war dieEntwicklung eines Membransystems,das sowohl eine gute Blutverträglich-keit als auch eine hohe Kompatibi-lität mit Gewebezellen aufweist. Er-reicht werden konnte dieses Zieldurch eine maßgeschneiderte Poly-merzusammensetzung (i), die Ober-flächenmodifikation einer Membran-seite mit dem Ziel einer bifunktionel-len Membran (ii) oder durch die An-wendung eines speziellen Faser-in-Faser-Designs mit einer äußerenHohlfaser geeignet zum Blutkontaktund einer inneren Hohlfaser geeig-net zum Gewebekontakt bzw. umge-kehrt.

Als Ausgangsmaterial für die Mem-branen wurde Acrylnitril gewählt, dasbesonders gute membranbildende

Eigenschaften besitzt. Zur Optimie-rung der Po l y m e r e i g e n s c h a f t e nhinsichtlich einer hohen Blut- bz w.G e w e b e v e rträglichkeit wurde Acryl-nitril mit verschiedenen Ko m o n o-meren in variierenden Ko n z e n t r a-tionen kopolymerisiert. Dabei än-d e rte sich die Benetzbarkeit derO b e rfläche, und spezielle funktio-nelle Gruppen (Hydroxyl-, Sulfon-und Amingruppen) wurden aufder Materialoberfläche verf ü g b a r.Membranen mit Tr e n n e i g e n s c h a f-ten, die für Biohybridorgane geeig-net sind, wurden aus diesen Ko p o-lymeren hergestellt. Sie lassen ei-nen ausreichenden Austausch vonNährstoffen, Metaboliten, To x i n e nund kleineren Proteinen zu, ver-hindern aber gleichzeitig denDurchgang von größeren Proteinen,die das Immunsystem des Pa t i e n-ten aktivieren können.

Einige der verfügbaren funktionellenGruppen auf der Membranober-fläche konnten genutzt werden, umdaran Substanzen zu binden, die dieBlutverträglichkeit der Membran er-höhen, in dem sie die Blutgerinnunghemmen (Heparin) bzw. die Ober-fläche passivieren (Polyethylenglykol)oder die Gewebeverträglichkeit ver-bessern, indem sie die Adhäsion vonZellen fördern (Collagen). Auf dieseWeisen entstanden bifunktionelleMembranen.

Nach Untersuchungen an Flach-membranen konnte eine Vorauswahlder Kopolymere für die speziellenAnwendungen (Kontakt zu Blut, Nie-ren- bzw. Leberzellen) getroffen wer-den. Hohlfasern aus diesen Materiali-en wurden in einem Faser-in-Faser-Bioreaktor vor allem auf ihre Verträg-lichkeit mit Nierenzellen hin getestet.

Transmissionselektronen-mikroskopische Aufnahme von Nierenepithelzellen (MDCK-Zellen) nach acht TagenKultivierung im Zwischenraum des Faser-in-Faser-Bioreaktors. Auf der Zelloberfläche sind deutlich sogenannteMikrovilli (Ausstülpungen) ausgebildet, die auf funktionstüchtige Zellen hinweisen.Oben: äußere Hohlfaser, unten: innere Hohlfaser Maßstab: 10 µm

Transmission electron microscopy image of kidney epithelial cells (MDCK cells) after eight days of cultivationin the interspace of the fibre-in-fibre bioreactor. On the cell surface so-called microvilli (protuberances) wereformed, indicating functionally active cells. Top: outer hollow fibre, bottom: inner hollow fibre, Scale: 10 µm


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Die Erforschung der Monsterwellen

Bisher galten Riesenwellen,die auch unter Namen wie Ka-v e n t s m ä n n e r, Freak Wa v e s ,M o n s terwellen und Killerwel-len Furore machten, als Jahr-h u n d e rtereignisse. Berichtevon Augenzeugen wurden oftals Phantasiegebilde oderSeemannsgarn abgetan. DieSeeunglücke der letzten Jahred e u ten daraufhin, dass Mons-terwellen deutlich häufigera u f t r e ten als in der Seegangs-forschung bisher angenom-men wurde. Die meisten See-gangsmessungen sind Augen-schätzungen von Seeleute nund beschreiben den mittle-ren Seezustand.

Dabei wird das höchste Drittel al-ler sichtbaren Wellenberge erf a s s tund die gemittelte Höhe dieserWellen, die sogenannte signifikan-te Wellenhöhe, geschätzt. Aus dersignifikanten Wellenhöhe ist dieHäufigkeit von Einzelwellen einerbestimmten Höhe berechenbar.Es sind jedoch Zweifel aufgekom-men, ob die angewandten statisti-schen Formeln die Häufigkeit vonRiesenwellen korrekt wiederge-b e n .

In dem EU-Projekt Max Wave, dasvon GKSS koordiniert wird, habensich Forscher und Ingenieure vondrei Wetterzentren, fünf Fo r-schungseinrichtungen, einer KMUsowie einer Zert i f i z i e r u n g s g e s e l l-schaft zusammengetan, um das

Phänomen Extremwellen zu unter-suchen.

Die Hauptziele des Projektes sind:

• Bestätigung der Existenz sowie Be-stimmung der Häufigkeit des Auf-tretens von Monsterwellen,

• Implementierung der gewonnenenErkenntnisse über Extremwellen indie Schiffbau- und Offshore-Tech-nologie sowie Erarbeitung vonSchiffskonstruktionen, die die Exis-tenz von Extremwellen berücksich-tigen,

• Entwicklung von numerischen Mo-dellen zur Vorhersage von Extremwellen,

• Verbreitung der im Projekt gewon-nenen Ergebnisse an die Konstruk-teure von Schiffen und Offshore-bauwerken, Seegangsforscher undZertifikationsgesellschaften.

Erste Untersuchungen in Max Wa v ehaben ergeben, dass in den fünf Jah-ren 1995 -1999 27 Schiffe im NordAtlantik aufgrund von schwerem We t-

Position der seegangsbedingten Schiffsunglücke in den Jahren 1995 bis 1999 im Nord Atlantik (Quelle: Lloyds Schiffsregister).

Position of ship accidents due to the seastate in the years 1995 to 1999 in the North Atlantic (source: Lloyds Ship Register).

Foto einer sehr steilen Wellenfront, White Wall, in der Biscaya. Diese Wellenfronten können über mehrere Ki-lometer durchs Meer laufen und aufgrund ihrer Steilheit einen erheblichen Schaden anrichten.

Photo of a very steep wave front, White Wall, in the Biscaya. Such wave fronts can propagate several kilome-ters through the ocean and can lead to severe damage due to their steepness.


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dafür konzipierten Seegangsbojenoder Lasergeräten gemessen. Unter-suchungen der GKSS und des Nor-wegischen Wetterdienstes von mitBojen und Lasern gemessenen Zeit-serien der Wellenhöhe, haben erge-ben, dass Extremwellen eine deutli-che Asymmetrie zwischen Wellen-kamm und Wellental aufweisen, wo-bei die Wellenkämme eine scharfeKante und die Wellentäler eine run-de Form haben.

Frühere Beobachtungen und Unter-suchungen haben gezeigt, dass Ex-tremwellen besonders häufig in Ge-bieten mit starken Strömungen auf-treten. Dies liegt an der Wechselwir-kung von Seegang und Strömung,die zu einer Fokussierung und zumAufsteilen von Wellen führen kann.Im Agulhas Strom, an der Süd-Ost-küste von Südafrika, treten beson-ders häufig Extremwellen auf, insbe-sondere wenn der in den Antarkti-schen Gewässern erzeugte langeSeegang sich entgegen der Laufrich-tung des Agulhas Stroms ausbreitet.Um die Wechselwirkung von Strö-mung und Seegang genauer zu un-tersuchen, wurden im Sommer2001 von Bord des Frachters GreyFox zwischen Hamburg und Maputo(Mocambique) Seegangsmessungenvon der Firma Oceanwaves undGKSS durchgeführt. Die Messungenwurden mit dem bei GKSS ent-wickelten Wellenmesssystem Wa-MoS ausgeführt. Das radarbasieren-de WaMoS kann während der Fahrteines Schiffes Seegangsparametermessen. Vorläufige Ergebnisse fürdie Änderung des Seegangsspek-trums entlang eines Querschnittsdurch den Agulhas Strom zeigen,dass es zu einer Fokussierung vonSeegang kommen kann. In Zukunftwerden die Daten bezüglich der Ab-weichung von der gängigen See-gangsstatistik untersucht.

Zur globalen Messung des Seegangseignet sich insbesondere das Radarmit synthetischer Apertur (SAR) anBord der Europäischen SatellitenERS-2 und ENVISAT. Eigens zu die-sem Zweck wurden von dem Deut-schen Zentrum für Luft und Raum-fahrt drei Wochen SAR Daten desERS-2 Satelliten prozessiert. Das re-sultierende Produkt wird es erst ab

Wellengruppenerkennung mitdem Wellenradar vor der Küstevon Helgoland. Abbildung a)zeigt ein Beispielbild der Radar-bildsequenz. Deutlich sind dieWellen westlich von Helgolandsowie die Hafenmolen an derSüdspitze der Insel zu erken-nen. In Abbildung b) ist die Ein-hüllende des Wellenfeldes dar-gestellt, die dominanten Gebie-te wurden selektiert und in Ab-bildung c) (blau-markierte Be-reiche) dargestellt.

Wavegroup detection with thewave radar WaMoS at the coastof Heligoland. Figure a) showsan example image of the radar-image sequenz. Waves are visi-ble west of Heligoland as wellas the harbour at the south tipof the island. In Figure b)theenvelope of the wavefield isshown, from which the domi-nant areas were selected andshown in Figure c) (blue mar-ked areas).

a)

b)

c)


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Für die Worl Meteorologic Organizati-on (WMO) ist daher der französischeWetterdienst Meteo France am Pro-jekt beteiligt.

Die bisher erzielten Ergebnisse las-sen sich wie folgt zusammenfassen.

• Vorhersagbarkeit: In bestimmtenSeegebieten lässt sich das Risikofür das Auftreten von einzelnenRiesenwellen bestimmen und ent-sprechende Warnungen könnenvon den Wetterdiensten verbreitetwerden. Dies wird im Einzellfallauch schon für das Gebiet desAgulhas Strom versucht.

• Hinweis auf neue Schiffskonstruk-tionen: Hohe Einzelwellen fließeninzwischen in die Konstruktionsvor-schriften von Offshore-Installatio-nen ein. Bei der Konstruktion vonSchiffen wird jedoch vom mittlerenSeezustand ausgegangen und das

Auftreten von Einzelwellen spielthier keine Rolle. Das sollte in Zu-kunft überdacht werden.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass typi-sche Unfallverläufe durch Einzelwel-len verursacht werden. Bei Massen-gutfrachtern werden die Ladelukeneingedrückt, wenn große Wasser-mengen einer Extremwelle über dasDeck laufen. Bei Schiffen mit vorneliegender Brücke verläuft ein Unfall-szenario wie bei der MS Bremen. Ei-ne Einzelwelle zerschlägt dieBrückenfenster, das eindringendeWasser führt zu Stromausfall undlegt damit die Maschine lahm. OhneAntrieb legt sich das Schiff quer zuden Wellen und es besteht die Ge-fahr, dass die seitlich liegenden Fenster eingedrückt werden und wei-teres Wasser eindringt.

Es ist zu erwarten, dass in den kom-menden Jahren die Existenz der ex-

trem hohen Einzelwellen in denBauvorschriften für Offshore-Installa-tionen und von Schiffen besserberücksichtigt wird. In einigen Jahrenwird es üblich sein, neben der heuti-gen Seegangsvorhersage über diemittlere Wellenhöhe im Seewetter-bereich Informationen über hoheeinzelne Extremwellen zu erhalten.

Bestimmung der Seegangshöhe mit einem Bild des Radars mit synthetischer Apertur (a). Die resultierendeMeeresoberflache ist in b) dargestellt wobei c) einen Schnitt durch die Meeresoberfläche wiedergibt.

Retrieval of waveheight from a synthetic aperture radar image a). The resulting ocean surface is given in b)and a cut through the surface in c).

Bestimmung der SeegangshöheRetrieval of Waveheight

c)

a)

b)


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Verstärkte Quecksilbereinträge in die küstennahen Regionen von Arktis und Antarktis

Die Polregionen gelten als letztegroßflächige Reinraumgebieteunserer Erde. Mit den Methodender modernen chemischen undphysikalischen Analytik lassensich jedoch auch in der Arktisund in geringerem Ausmaß inder Antarktis, chemische Ele-mente und Verbindungen nach-weisen, die erst durch den Men-schen verstärkt in die Umwelteingetragen wurden. Diese Spu-renstoffe, zu ihnen gehört auchdas Quecksilber, werden dortüblicherweise in ihrer sogenann-ten „Hintergrundkonzentration“,d.h. in einer Art globalen Grund-belastung, nachgewiesen, die füreinige Umweltschadstoffe seitBeginn der Industrialisierung an-steigt.

Aufgrund der niedrigen Temperatu-ren an den Polen werden mittel-flüchtige Substanzen aus den indus-trialisierten und wärmeren Gebietender Erde über die Atmosphäre in

Richtung Nord- und Südpol transpor-tiert und kondensieren dort aus(„global distillation“).

Seit 1995 messen kanadische For-scher zeitlich hochaufgelöst atmos-phärische Quecksilberkonzentratio-nen in der Arktis. Im Jahresmittelentsprachen diese Daten denen, diean anderen entlegenen Messstellenin der nördlichen Hemisphäre gefun-den wurden, so zum Beispiel denen,der vom GKSS-Forschungszentrumgenutzten Forschungsstation MaceHead, an der irischen Westküste. Ein grundlegender Unterschied zwi-schen beiden Messreihen wurdeaber zu Beginn des arktischen Früh-lings als ein bislang unbekanntesPhänomen entdeckt. Völlig unerwar-tet gingen die in der Arktis gemesse-nen Luftkonzentrationen des Queck-silbers drastisch zurück und fielendeutlich unter die sogenannte Hin-tergrundkonzentration. Für das bo-dennahe Ozon war dieser Effekt be-reits bekannt und durch photoche-mische Abbaureaktionen erklärt wor-den. Im Gegensatz zu dieser direk-

Quecksilberkonzentration in der AntarktisConcentration of Atmospheric Mercury in the Antarctica

Erste Messung eines Jahregangs der atmosphärischen Quecksilberkonzentration in der Antarktis.

First Annual Time Series of Atmospheric Mercury in Antarctica.

Aufbauten zur Quecksilberanalytik an der Neumayer-Station während der intensiven Sommerkampagne. ImHintergrund ist das Luftchemische Observatorium zu sehen.

Measurement devices for mercury analysis during the intensive summer campaign. In the background is theAir Chemistry Observatory.


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„Ferry Box“ verbessert Überwachung von Kü s t e n g e b i e t e n

Basierend auf internationalenAbkommen, werden Küstenge-wässer hinsichtlich der Wasser-qualität von Behörden über-wacht. Dieses geschieht durchvergleichsweise aufwendigeMessfahrten oder den Einsatzvon Messbojen und Dauermess-stationen. GKSS-Wissenschaftlerhaben ein Messsystem ent-wickelt, welches im regulärenBetrieb auf Fährschiffen zumEinsatz kommen, und die beste-henden Messnetze kostengüns-tig erweitern könnte. Das Systembefindet sich augenblicklich inder Erprobung auf der Fähre„Admiral of Scandinavia“, diezwischen Deutschland und Eng-land verkehrt.

Die Nordsee ist nach wie vor mitv e r s c h i e d e n a rtigen Substanzenhoch belastet, zu denen auchNährsalze gehören, die durch ver-m e h rtes Algenwachstum und mi-k r o b i o l o gisch gesteuerte Abbaupro-zesse, Umweltschäden wie Sauer-stoffmangelerscheinungen und to-xischen Algenblüten hervorrufenkönnen. Zur Überwachung der na-tionalen Küsten und Meeresgebie-te werden Schiffmessungen mehr-mals im Jahr durchgeführt. Ergän-zende Messungen erfolgen mit Hil-fe einiger ausgewählter, mit auto-matischen Messeinrichtungen aus-gestatteter Dauermessstationen,z.B. Messbojen. Aus Ko s t e n gr ü n-den können Schiffsmessungen nurwenige Mal im Jahr durchgeführt

und automatische Dauermesssta-tionen nur an wenigen strategi-schen Orten ausgebracht werden.Dies führt dazu, dass insbesonderedie Überwachung der Kü s t e n r e gi o-nen, in denen die Ko n z e n t r a t i o n e nder Nähr- und Schadstoffe starkzeitlich und örtlich variieren,lückenhaft ist.

Als kostengünstige Ergänzung derÜ b e r w a c h u n g s p r o gramme könntenjedoch regelmäßig verkehrendeFährschiffe herangezogen werden,die mit automatischen Messein-richtungen versehen sind. Im Ge-gensatz zu automatischen Dauer-messstationen (Bojen), für derenWa rtung teure Schiffskapazität not-

wendig ist, kommt der Geräteträger„ Fähre“ zur Wa rtung regelmäßig„vor die Haustür“. Darüber hinauskönnen auf Fährschiffen die Senso-ren besser gegen Ve r s c h m u t z u n gund biologischen Bewuchs ge-schützt werden, so dass die Wa r-tungsintervalle ausgedünnt werdenk ö n n e n .

Um die Funktionsfähigkeit undOperabilität eines automatisiert e nMesssystems auf Fähren aufzuzei-gen sowie um zu demonstrieren,dass sich damit die existierendenÜ b e r w a c h u n g s s t r a t e gien kosten-günstig ergänzen lassen, wurde imInstitut für Küstenforschung eine„ Ferry Box“ entwickelt.

Foto der Anlage auf der Fähre "Admiral of Scandinavia". Neben den Sensoren sind viele rechnergesteuerteKomponenten vorhanden, z.B. für eine automatische Reinigung im Hafen (positionsgesteuert durch GPS).

Foto of the system on board the ferry "Admiral of Scandinavia". Many components are computer-controlled,e.g. automatic cleaning initiated by global positioning system when the ferry reaches the harbour.

Karte der Fährenroute zwischen Cuxhaven und Har-wich. Die Strecke wird alle zwei Tage in einer Rich-tung durchfahren.

Map of the ferry route between Cuxhaven and Harwich.


Quantensprung - das Schülerlabor von GKSSQuantensprung - the GKSS-school-laboratory

Organe und GremienOrganization


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O r g a n i s a t i o n s f o r m

Das GKSS-Forschungszentrum ist eine gemeinnützige Forschungsgesellschaft mit beschränkter Haftung. Ihre Gesell-schafter sind die Bundesrepublik Deutschland, die Länder Brandenburg, Freie und Hansestadt Hamburg, Niedersach-sen und Schleswig-Holstein, die Gesellschaft zur Förderung des GKSS-Forschungszentrums e.V. sowie namhafte Wirt-schaftsunternehmen. Sitz der Gesellschaft ist Geesthacht. Der GKSS gehört als auswärtiger Betriebsteil seit 1992 dieArbeitsgruppe für Membranforschung in Teltow an. Die zur Deckung des Betriebs- und Investitionsaufwandes nachAbzug der eigenen Erträge erforderlichen Zuschüsse werden zu 90 Prozent vom Bund und zu zehn Prozent von denLändern getragen. GKSS hat vier Gesellschaftsorgane. Die Gesellschaft wird durch einen technisch-wissenschaftlichenBeirat (twB) ergänzt, der sich aus der Gesellschaft nicht angehörigen Mitgliedern zusammensetzt und der die Gesell-schaft in wissenschaftlich-technischen Fragen und in wichtigen die Industrie und Wirtschaft betreffenden Fragen berätund bei wichtigen Entscheidungen gehört wird. Die Gesellschaftsorgane sind:

• Geschäftsführer• Wissenschaftlich-Technischer Rat (WTR)• Gesellschafterversammlung• Aufsichtsrat

G e s c h ä f t s f ü h r u n g

Geschäftsführung am 31.05.2002:Christian Scherf - kaufmännisch

Dr. Günter von Sengbusch - wissenschaftlich

Prokura am 31.05.2002:Dr. Wolfgang Jager – kaufmännisch

Dr. Joachim Krohn – wissenschaftlich

Wi s s e n s c h a f t l i c h -Technischer Rat

Der Wissenschaftlich-Technische Rat (WTR) bildet das Forum für die interne Diskussion. Er trägt somit zur fachüber-greifenden, vernetzenden Arbeitsweise der GKSS bei. Er berät die Geschäftsführung in allen wesentlichen wissen-schaftlichen und technischen Fragen. Ihm gehören die Leiter der Institute sowie gewählte Vertreter der wissenschaft-lich-technischen Mitarbeiter und ein Mitglied des Betriebsrates der Gesellschaft an. Der WTR setzte sich am31.05.2002 aus folgenden Personen zusammen:

Prof. Dr. Karl Ulrich Kainer (Vorsitzender)

Prof. Dr. Rüdiger Bormann

Prof. Dr. Wolfgang Brocks

Prof. Dr. Helmut Clemens

Prof. Franciscus Colijgn(ab 01.01.2002)

Dr. Roland Doerffer(bis 31.12.2001)

Jürgen Gandraß(bis 31.12.2001)

Dr. Rainer Hollmann(ab 01.01.2002)

Prof. Dr. Bernd Neidhart(bis 13.12.2001)

Prof. Dr. Dieter Paul

Dr. Klaus-Viktor Peinemann(ab 01.01.2002)

Prof. Dr. Ehrhard Raschke(bis 30.06.2001)

Dr. Klaus Richau(bis 31.12.2001)

Hans-Ulrich Ruhnau(ab 01.12..2001)

Michael Schossig-Tiedemann(bis 31.12.2001)

Prof. Dr. Karl-Heinz Schwalbe(bis 13.11.2001)

Henning Schwan(bis 30.11.2001)

Prof. Dr. Hans von Storch

Dr. Regine Willumeit


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G e s e l l s c h a f t e r v e r s a m m l u n g

Das Stammkapital des GKSS-Forschungszentrums in Höhe von ¥ 40.903,35 wurde per 31.05.2002 gehalten von:

• Bundesrepublik Deutschland: ¥ 18.917,80 (46,25 %)

• nachfolgenden Bundesländern mit ¥ 2.045,17 (5 %):Freie und Hansestadt Hamburg, Land Brandenburg, Land Niedersachsen, Land Schleswig-Holstein

• Gesellschaft zur Förderung des GKSS-Forschungszentrums e.V.: ¥ 7.158,08 (17,50 %)

• weiteren Gesellschaftern aus Industrie, Schiffbau, Schifffahrt und Banken mit einem Gesamtanteil von ¥ 12.782,30 (31,25 %):

Meeting of Part n e r s

The GKSS Research Center has nominal capital of ¥ 40,903.35. As of May 31, 2002, this was held by the following:

• The Federal Republic of Germany: ¥ 18,917.80 (46.25 %)

• The following federal states (Länder) with ¥ 2,045.17 (5 %):The Free and Hanseatic City of Hamburg, Brandenburg, Lower Saxony, Schleswig-Holstein

• Gesellschaft zur Förderung des GKSS - Forschungszentrums e.V.(Society for the Promotion of the GKSS Research Cente r ) : ¥ 7,158.08 (17.50 %)

• Further companies from the industrial, shipbuilding and banking sectors with a combined share of ¥ 12,782.30 (31.25 %):

Aluminium Rheinfelden GmbH, Rheinfelden

Commerzbank AG, Frankfurt/Main

Deutsche Bank AG, Hamburg

Dresdner Bank AG, Hamburg

John T. Essberger, Hamburg,together with Deutsche Afrika-Linie GmbH & Co., Hamburg, in a civil law association

Germanischer Lloyd AG, Hamburg

Hamburgische Electricitäts-Werke AG, Hamburg

Howaldtswerke-Deutsche Werft AG, Kiel

Thyssen Krupp AG, Düsseldorf

Mannesmannröhren-Werke AG, Mühlheim

MAN Technologie AG, Augsburg

E.ON Wasserkraft GmbH, Hannover

L. Possehl & Co. mbH, Lübeck, together with Draegerwerk AG, Lübeck, in a civil law association

Schleswag Aktiengesellschaft, Rendsburg

Siemens AG, Berlin and München

Sterling Industry Consult GmbH, ItzehoeStadtwerke Flensburg GmbH, Flensburg

Thyssen Krupp Technologies AG, Essen

Verband für Schiffbau und Meerestechnik e.V., Hamburg

Aluminium Rheinfelden GmbH, Rheinfelden

Commerzbank AG, Frankfurt/Main

Deutsche Bank AG, Hamburg

Dresdner Bank AG, Hamburg

John T. Essberger, H a m b u r g ,mit Deutsche Afrika-Linie GmbH & Co., Hamburg,in Gesellschaft bürgerlichen Rechts

Germanischer Lloyd AG, Hamburg

Hamburgische Electricitäts-Werke AG, Hamburg

Howaldtswerke-Deutsche Werft AG, Kiel

Thyssen Krupp AG, Düsseldorf

Mannesmannröhren-Werke AG, Mühlheim

MAN Technologie AG, Augsburg

E.ON Wasserkraft GmbH, Hannover

L. Possehl & Co. mbH, Lübeck, mit Draegerwerk AG, Lübeck,in Gesellschaft bürgerlichen Rechts

Schleswag Aktiengesellschaft, RendsburgSiemens AG, Berlin und München

Sterling Industry Consult GmbH, Itzehoe

Stadtwerke Flensburg GmbH, Flensburg

Thyssen Krupp Technologies AG, Essen

Verband für Schiffbau und Meerestechnik e.V., Hamburg


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technisch-wissenschaftlicher Beirat

Der technisch-wissenschaftliche Beirat (twB) bildet die zentrale Verbindung zu Einrichtungen außerhalb der GKSS: zu Hochschulen, zur Industrie und zu anderen Forschungseinrichtungen. Aus jedem Arbeitsgebiet gehören deshalbmehrere Sachverständige dem Beirat an. Die Aufgabe des twB ist die Beratung der Gesellschaft und des Aufsichts-rates in allen wissenschaftlichen Fragen. Hierzu gehören insbesondere die regelmäßigen Beratungen über die lang-fristigen Forschungs- und Entwicklungsprogramme, die Beratung über den Ergebnisbericht und die Beratung der Gesellschaft bei der Planung und Ausführung ihrer Arbeiten. Der Aufsichtsrat kann dem twB weitere Aufgaben imEinzelfall zur Beratung übertragen. Die Mitglieder des twB werden vom Aufsichtsrat für vier Jahre berufen. Er bestand am 31.05.2002 aus folgenden Personen:

Professor Dr. Dr. h.c. Wittko Francke (Vorsitzender)Universität Hamburg, Institut für Organische Chemie, Hamburg

Dr. Bernd BauerFuMA-Tech GmbH, St. Ingbert

Professor Dr. Bodo von BodungenInstitut für Ostseeforschung (IOW), Warnemünde

Professor Dr. Guy BrasseurMax-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg

Professor Dr. Franz FaupelTechnische Fakultät, Lehrstuhl für Materialverbunde, Christian-Albrechts-Universitätzu Kiel, Kiel

Dr. Dorte Juul JensenMaterials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde/DK

Dr. Torsten-Ulf KernSiemens AG, MühlheimProfessor Dr. Peter LemkeAlfred-Wegener-Institut, FB Klimasystem, Bremerhaven

Professor Dr. Reinhard LipowskyMax-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung Golm, Potsdam

Professor Dr. Heinrich ReinckeWassergütestelle Elbe, ARGE ELBE, Hamburg

Professor Niels-Peter Rühl (Vorsitzender bis 23.04.2002)Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Hamburg

Professor Dr. Jochen SchneiderDESY Deutsches Elektronensynchrotron, Hamburg

Professor Dr.-Ing. Matthias WesslingFaculty of Chemical Technology, Membrane Technology Group, University ofTwente, Enschede/NL

Dr. Christoph WiesnerStructural Integrity Techn. Group, TWI Limited, Cambridge/UK

Dr.-Ing. Widu WittekindtSterling Fluid Systems GmbH, Itzehoe

Technical and Scientific Advisory Committee

The Technical and Scientific Advisory Committee serves as the main institutions for maintaining contact with organizationsoutside of GKSS, including universities, industrial companies and other research institutions. The advisory committee therefore includes as members several experts from each field of work. The job of the committee is to advise GKSSand the supervisory board on all scientific matters. In particular, this includes regular consultations concerning thelong-term research and development programs, discussion of the report on results and advice regarding the planningand conduct of the work at GKSS. The supervisory board can assign other consultative responsibilities to the commit-tee in individual cases. Committee members are appointed by the supervisory board and serve terms of four years.As of May 31, 2002, the committee consisted of the following persons:

Professor Dr. Dr. h.c. Wittko Francke (chairman)Universität Hamburg, Institut für Organische Chemie, Hamburg

Dr. Bernd BauerFuMA-Tech GmbH, St. Ingbert

Professor Dr. Bodo von BodungenInstitut für Ostseeforschung (IOW), Warnemünde

Professor Dr. Guy BrasseurMax-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg

Professor Dr. Franz FaupelTechnische Fakultät, Lehrstuhl für Materialverbunde, Christian-Albrechts-Universitätzu Kiel, Kiel

Dr. Dorte Juul JensenMaterials Research Department, Risø National Laboratory, Roskilde/DK

Dr. Torsten-Ulf KernSiemens AG, Mühlheim

Professor Dr. Peter LemkeAlfred-Wegener-Institut, FB Klimasystem, Bremerhaven

Professor Dr. Reinhard LipowskyMax-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung Golm, Potsdam

Professor Dr. Heinrich ReinckeWassergütestelle Elbe, ARGE ELBE, Hamburg

Professor Niels-Peter Rühl (chairman until 23.04.2002)Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), Hamburg

Professor Dr. Jochen SchneiderDESY Deutsches Elektronensynchrotron, Hamburg

Professor Dr.-Ing. Matthias WesslingFaculty of Chemical Technology, Membrane Technology Group, University ofTwente, Enschede/NL

Dr. Christoph WiesnerStructural Integrity Techn. Group, TWI Limited, Cambridge/UK

Dr.-Ing. Widu WittekindtSterling Fluid Systems GmbH, Itzehoe


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E i n n a h m e n

Die Einnahmen der GKSS setzensich aus der institutionellen Förde-rung durch Bund und Länder undeigenen Einnahmen aus Drittmittel-projekten (z. B. bmb+f und EU) und Aufträgen aus der Wirtschaftzusammen.

Im Jahr 2001 lag die institutionelleFörderung bei ca. 57 Mio EUR. Es ist zu erwarten, dass sich dieinstitutionelle Förderung auch in dennächsten Jahren auf diesem Niveaubewegen wird.

Die Einnahmen aus Aufträgen undProjektförderungen von Bund undLändern, in- und ausländischen Wirt-schaftsunternehmen, internationalenOrganisationen und sonstigen Erträ-gen liegen in den letzten Jahren beica. 12 Mio EUR p.a.. Sie konnten er-freulicher Weise in den Jahren 2000und 2001 auf mehr als 17 Mio EURgesteigert werden.

Der größte Anteil an den Erträgenaus Projektförderungen stammt ausProjekten des Bundes und der Län-der, die neben der institutionellenFörderung auf Grund von Einzel-anträgen der GKSS gewährt wurden.

Der zweite wesentliche Beitrag zuden Einnahmen stammt aus denProjektförderungen durch interna-tionale Organisationen, im Wesent-lichen durch die Europäische Union.Dieser Anteil an den eigenen Erträ-gen konnte in den letzten Jahrenverdoppelt werden. Anzeichen für ei-ne weiterhin sehr positive Entwick-lung in diesem Bereich liegen vor.

Der drittgrößte Beitrag an den Erträ-gen stammt aus Einnahmen aus in-ländischen Wirtschaftsunternehmen.

E i n n a h m e nOwn income

Einnahmen von inländischen Unte r n e h m e nIncome from German companies


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E x p e n d i t u r e s

A u s g a b e n

Die Gesamtausgaben der GKSS ent-sprechen den gesamten Einnahmen,da GKSS als gemeinnützige GmbHkeine Gewinnabsichten verfolgt. Dengrößten Ausgabenblock stellen diePersonalausgaben dar. Sie betrugenim Jahr 2001 ca. 32 Mio EUR undliegen damit bei ca. 43 % derGesamtausgaben.

Die Sachausgaben mit 26 Mio EURim Jahr 2001 betrugen - wie auch inin den zurückliegenden Jahren - ca.1/3 der Gesamtausgaben. Ihre Höheist ein Zeichen dafür, dass GKSSweiterhin auf eine ausreichendeAusstattung mit Arbeitsmittelnzurückgreifen kann.

Die Investitionen zeigen einen unter-schiedlichen Verlauf in Abhängigkeitzum jeweiligen Ausbauprogramm.Sie liegen jedoch auf einem gesun-den Niveau, das einen für eineForschungseinrichtung notwendigenschnellen Erneuerungsprozessermöglicht.

Because GKSS is a non-profit orga-nization, its total expenditures are ashigh as its income. The largest singleitem are personnel costs, whichamounted to some EUR 32 millionin 2001, or approximately 43 % ofthe center’s total expenditures.

In 2001, the cost of materials andequipment remained at about thesame level as in previous years,coming in at EUR 26 million, orabout a third of total expenditures.The high level of these expendituresensures that GKSS will continue tohave sufficient working materials.

The development of investmentvaried depending on the expansionprogram in question. Investmentswere at a relatively high level,however, thus allowing GKSS tomodernize at a rate necessary for aresearch institute.

A u s g a b e nExpenditures


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Ü b e r b l i c k

Dynamik und Kreativität von Wissenschaft und Forschungerwachsen aus der Wechsel-wirkung mit ihrem Umfeld. Alsnationales Forschungszentrummit stark anwendungsorientier-ter Ausrichtung der Forschungs-arbeiten ist für GKSS der engeKontakt zu Industrie und Hoch-schule, aber auch zur Bevölke-rung ganz allgemein, als Impuls-geber für Entwicklungen vonzentraler Bedeutung.

Neue Hochtemperaturwerkstoffemüssen beispielsweise nicht nur imLabormaßstab herstellbar, sondernauch großtechnisch produzierbarsein. Nicht nur die Machbarkeit einesneuen Verfahrens im Pilotmaßstabist bedeutend für GKSS, vielmehrwird zunehmend das Gewicht inRichtung der industriellen Verwert-barkeit verschoben.

Technologietransferleistung ist derneue Maßstab, mit dem GKSS sich

international vergleichen muss. NeueWerkstoffe müssen deshalb nicht nurbearbeitbar sein, sie müssen über-dies wirtschaftlich produzierbar sein.Das sind Anforderungen, die bereitsbei der Entwicklung der Werkstoffeformuliert und berücksichtigt werden.GKSS besitzt daher nicht nur eineinternational anerkannte Kompetenzauf dem Gebiet der Materialfor-schung, sondern ist auch Forum fürStrategiegespräche mit der Industrie.

Die Einbeziehung der Öffentlichkeitdurch einen intensiven und ver-ständlichen Informationsfluss ist vonzentraler Bedeutung für die Akzep-tanz der wissenschaftlichen Arbeit.Zwar ist der Zusammenhang vonWirtschaftswachstum und derEntwicklung neuer Techniken undVerfahren im Bewusstsein der Bevöl-kerung verankert, jedoch hemmt invielen Fällen eine unzureichendeInformation deren Einführung. GKSSversteht sich daher auch als Forumfür eine sachgerechte und problem-

orientierte Diskussion mit den Me-dien und der Öffentlichkeit. Gleicher-maßen wichtig ist der ständigeDialog mit Landes- und Bundesbe-hörden. So wird ein großer Teil derGKSS-Umweltforschung einerseitsmit dem Ziel der Umsetzung inHandlungen von öffentlichen Einrich-tungen durchgeführt, zum anderenaber auch, um neue Anforderungenan die Forschung aufzunehmen undAktivitäten daraus abzuleiten.

Die langfristige Sicherung der Bun-desrepublik Deutschland als Wirt-schaftsstandort, der Ausbau und dieIntensivierung neuer, im internatio-nalen Maßstab bedeutender Techno-logien sowie die rasche Umsetzungwissenschaftlicher Ergebnisse, sinddie zentralen Herausforderungen,denen sich GKSS auch in Zukunftweiterhin stellen wird. Die Schaffungund Pflege vielfältiger Umfeld-beziehungen ist eine wesentlicheVoraussetzung für den Erfolg.

Zu s a m m e n a r b e i t

• Auftragsforschung• Strategiediskussion• Nutzung,

Anwendung, Patente

• Technologie-Kooperation

• Technologie-Zentrum

• Auftragsforschung• Kooperation• Arbeitsteilung• Unterstützende und beglei-

tende Untersuchungen

• Information• Diskussion• Wissenschaftliche

und kulturelle Veranstaltungen

Hochschulen

Öffentlichkeit

BehördenIndustrie

• Gemeinsame Berufung• Hochschulforschungs-

programm• Doktoranden/Diplomanden

• Arbeitsgruppen• Praktika / Kurse• ”Summer Schools”


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Kooperation mit der Wi rtschaft

Es gehört zu den GKSS-Zielen, durchForschung und Entwicklung Impulsefür Innovationsprozesse zu gebenund so dem Fortschritt in der Gesell-schaft zu dienen. Dies lässt sich nurin engem Zusammenwirken mit derWirtschaft erreichen. So erstreckensich die Beziehungen von GKSS zuden industriellen Partnern vom Dia-log über die thematische Ausrichtungder Forschungsprogramme bis hinzur Unterstützung bei der Marktein-führung von Produkten und Verfah-ren, die aus gemeinsamen Koopera-tionsprojekten hervorgegangen sind.

Hierbei beschränkt sich der GKSS-Dialog mit der Wirtschaft nicht nurauf die Diskussion der Forschungs-strategie im Aufsichtsrat und imtechnisch-wissenschaftlichen Beiratder Gesellschaft. Unternehmensver-treter arbeiten auch in Struktur- undBerufungskommissionen mit, die beider Neuorientierung von GKSS-Insti-tuten und im Zusammenhang mitder Neubesetzung von Leitungsposi-tionen eingesetzt werden. Danebensorgen regelmäßige oder ad hoc ein-berufene fachbezogene Gesprächs-kreise mit der Anwenderseite, wiez.B. der Industriebeirat Membran-technik, dafür, dass GKSS nicht amBedarf der Nutzer vorbei forscht.

In der projektbezogenen Zusammen-arbeit haben sich für die einzelnenStadien der Entwicklung von denGrundlagen bis zur Markteinführungunterschiedliche Formen der Koope-rationen herausgebildet. Generelllässt sich sagen, dass das Engage-ment der Industrie in Kooperationenum so größer ist, je weiter dieseBeziehung, ausgehend von derGrundlagenforschung in Richtungproduktbezogener Entwicklung undMarkteinführung positioniert ist.

Partner der GKSS in der Grundlagen-forschung sind überwiegend Uni-versitäten und andere Forschungs-einrichtungen. Die Mitwirkung derIndustrie bezieht sich hier in derHauptsache auf die strategischeAusrichtung der Forschungsziele. Ein Beispiel ist die Strukturaufklärung

von Legierungen mit Hilfe der Klein-winkelstreuung, unter anderem mitdem Forschungszentrum Jülich, Uni-versitäten und Max-Planck-Institutenals Nutzern.

Verbundprojekte decken in der Regelden vorwettbewerblichen Bereich abund werden im Rahmen nationaleroder europäischer Programme mitDrittmitteln gefördert. Der Anwen-dungsaspekt gewinnt hierbei zuneh-mend an Bedeutung. Dies kommt inder Beteiligung von Herstellern undAnwendern zum Ausdruck.

Unter Federführung von GKSS wirdmit fünf europäischen Partnern imRahmen eines Brite-Euram Projektesdaran gearbeitet, mit Hilfe eines Bio-

hybrids die noch aktiven Leberfunk-tionen eines Patienten zu unterstüt-zen und so die Regeneration desbestehenden Gewebes zu erreichen.

Neue Anwendungsgebiete für laser-gestützte Analysenverfahren fürkleinste Flüssigkeitsmengen werdenim Rahmen des bmb+f-Projektes„LADROP“ erschlossen. Partner: GA-LAB, Geesthacht, OBLF Gesellschaftfür Elektronik und FeinwerktechnikGmbH, Witten, Frauenhofer Institutfür Lasertechnik, Aachen.

Bilaterale Kooperationsprojektezielen meist schon auf ein konkretesProdukt des Industriepartners. SolcheProjekte werden auf der Basis durch-geführt, dass beide Seiten sich an


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Cooperation with Industry

One of the goals of GKSS is to sti-mulate innovation through researchand development and in this waypromote the progress of society. Thiscan only be achieved in close co-operation with industry. The relation-ship of GKSS to industrial partnerstherefore ranges from consultationregarding the thematic focus ofresearch programs to support duringthe market launch of products andprocesses that have emerged fromcooperative projects.

GKSS’ dialogue with industry is notlimited to the discussion of researchstrategy at the research institute’ssupervisory board and technical andscientific advisory committee. Busi-ness representatives also participatein structural and appointment com-mittees that contribute to refocusingGKSS institutes and refilling leader-ship positions. In addition, regular orad hoc round-table meetings withthe user side, such as the Mem-brane Technology Industry AdvisoryCommittee, ensure that GKSS doesnot conduct research irrelevant tothe needs of the users.

In project-oriented collaboration,different forms of cooperation haveevolved for the individual stages ofdevelopment extending from basicresearch to market launch. In general,it can be said that industry is moreinvolved in cooperative projects whenthe distance between basic research,on the one hand, and product-orien-ted development and market launch,on the other, is gr e a t e r.

In basic research, the partners ofGKSS are for the most part universi-ties and other research institutions.Here, industry collaboration relatesprimarily to the strategic focus of theresearch goals. One example is theanalysis of the structure of alloysusing small-angle scattering, with theResearch Center Jülich, universitiesand Max Planck Institutes, et al., asusers.

As a rule, joint projects cover thepre-market area and are sponsored

with third-party funds in the frame-work of national or Europeanprograms. Application is becomingincreasingly important here. Thisfinds expression in the participationof manufacturers and users.

GKSS heads a Brite-Euram projectthat includes five European partners.The project’s aim is to support theremaining liver functions of patientsby using a biohybrid and in this wayhelp regenerate existing tissue.

New fields for laser spectroscopy of verysmall droplets are being developed inthe framework of the bmb+f-project„LADROP“. The partners: GALAB,Geesthacht, OBLF Gesellschaft für

Elektronik und FeinwerktechnikGmbH, Witten, Fraunhofer Institut fürLasertechnik, Aachen.

Bilateral projects usually aim atcreating specific products for the in-dustrial partners. These projects arebased on a scheme whereby bothsides share the costs and provisionis made for a utilization arrangementin the event of success. Here it isoften a matter of implementinglaboratory results on a pilot anddemonstration scale.

ILUDEST Destillationsanlagen GmbH,Waldbüttelbrunn, for example: newlaboratory plants for solvent recyclingthat will be based on destillation


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D r i tt m i tt e l p r o j e k t e

GKSS hat ihre Bemühungen, Förder-mittel für Projekte im Rahmen vonnationalen und europäischen For-schungsprogrammen einzuwerben,in den letzten Jahren deutlich inten-siviert. Dabei sind die mit der Akqui-sition von Drittmittelprojektenbeabsichtigten Ziele mehrschichtig:

Durch die Beteiligung an Drittmittel-projekten bringt GKSS ihre wissen-schaftlich-technische Kompetenz beider Lösung gesellschaftlicher undforschungsrelevanter Probleme ein -sowohl auf nationaler als auch aufeuropäischer Ebene. Dadurch erwei-tert GKSS zugleich auch die Möglich-keiten zum weiteren Auf- und Aus-bau dieser Kompetenz. Dies ist einewichtige Voraussetzung, um auchzukünftig als Innovationspartner fürdie Wirtschaft attraktiv zu sein.Außerdem tragen angesichts einersinkenden GrundfinanzierungDrittmittelprojekte in zunehmendemMaße zur Realisierung des geplantenFuE-Programms bei.

Auch die Tatsache, dass diese För-dermittel im Wettbewerb vergebenwerden, hilft GKSS, sich bei Partnernzu profilieren und gegenüber inter-nationalen Wettbewerbern zu posi-tionieren. Da viele dieser Programmedie Beteiligung von Unternehmen(Herstellern bzw. Anwendern) anden entsprechenden Projektvorschlä-gen voraussetzen, wird jeder positiveBescheid gleichzeitig zu einem Kom-petenznachweis gegenüber den je-weiligen Industriepartnern von GKSS.

Ein weiteres Ziel der Beteiligung vonGKSS an Drittmittelprojekten ist dieIntensivierung bestehender bzw. derAufbau neuer Kundenbeziehungenzu Unternehmen und Institutionen,mit denen zuvor nur eine lose odernoch keine Zusammenarbeitbestand. So schafft die erfolgreicheDurchführung von Drittmittelprojek-ten das notwendige Vertrauen in dieLeistungsfähigkeit von GKSS und bil-det die Basis für langfristige bilateraleKundenbeziehungen.Der Weg, eine Projektidee zu einemeinreichungsfähigen Projektantrag

auszugestalten, ist eine schwierigeund zeitaufwendige Aufgabe. EineFülle von inhaltlichen und formalenAnforderungen ist dabei zu beach-ten. Die Hauptlast bei der Erstellungder Antragsunterlagen tragen dieWissenschaftler. Die Aufgabe derVerwaltung ist es, sie hierbei best-möglich zu unterstützen. Zu diesemZweck hat GKSS in der AbteilungTechnologietransfer eine Stellegeschaffen, die die Wissenschaftlerdurch gezielte Informationen überdie Förderprogramme, durch Koordi-nation der internen Abstimmungs-prozesse und durch umfassendeBeratung unter Nutzung einesNetzwerkes von Kontakten in allenPhasen der Antragsstellung und derProjektabwicklung unterstützt.

Dass sich die Anstrengungen derGKSS gelohnt haben, lässt sich ander überdurchschnittlichen Bewilli-gungsquote von gestellten EU-Anträ-

gen ablesen: Die Quote lag sowohlim 4. als auch im 5. Forschungsrah-menprogramm im Mittel über 30 %.Das Jahr 2001 war mit einer Quotevon 40 % (23 von 57 gestelltenProjektanträgen und zur Förderungvorgeschlagen, bzw. als Projekt be-reits begonnen worden) besonderserfolgreich.

Ansprechpartner:

Stabsstelle TechnologietransferDr. Hans-Jörg IsemerTelefon: 04152/87-1661


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Cooperation with Universities

Collaboration with the university sectoris a key element of strategy at all theHGF research centres. The aim is to in-tensify such partnership, promote inter-action between university and non-uni-versity research, and develop newforms of co-operation.

The universities have always been amajor source of new research talent. Atthe same time, they collaborate on jointprojects and provide important supple-mentary expertise for interdisciplinarywork. Specialized projects at the Ger-man Research Association (DFG) havebeen launched in close co-operationwith the university sector in all three ofthe main research areas at GKSS.

An important aspect of the co-operationwith the university sector is collaborationon appointments. For example, the use ofcommon procedures to fill senior a c a d e-mic positions at the institutes helps pro-mote scientific co-operation and ensures

high research standards. All the new ap-pointments to senior positions over thelast few years have been made in con-junction with the universities. Most re-c e n t l y, joint appointments procedureswere implemented together with Chri-stian Albrecht University in Kiel and theUniversity of Po t s d a m .

One of the key ways in which GKSSpromotes the development of its em-ployees is by providing them with ano p p o rtunity to gain a post-doctoral qua-lification. This can only be achieved onthe basis of very close co-operationwith collaborating universities. At theChemistry Department of the Universityof Hamburg, for example, a GKSS em-ployee has successfully completed post-doctoral work. By the same token, semi-nars, lectures and conferences do muchto facilitate the exchange of research r e-sults between GKSS and the universitys e c t o r. In line with monitoring procedures,the areas of research at GKSS are regu-

larly examined and rated by external as-sessment bodies, which also includescientists from the university sector. Allthree of the main research areas atGKSS were assessed in the fall of 20 01 .

GKSS also makes a significant contribu-tion in the field of higher education. Fo rexample, GKSS scientists give both ba-sic and specialized lectures at the uni-versities of the region. Similarly, theyprovide students with placements andhelp to devise new study programs. Inaddition, degree and post-doctoral stu-dents are able to complete theses andd i s s e rtations at GKSS institutes in closeco-operation with their university.

Contact person:

Planning and Coordination Te a mD r. Joachim Krohn Tel: +49 (0)4152 / 87- 16 6 5

H o c h s c h u l z u s a m m e n a r b e i t

Die Kooperation mit Hochschulen istein unverzichtbares strategi s c h e sElement für ein Forschungszentrum derH e l m h o l t z -Gemeinschaft. Dieses gilt eszu stärken, die Vernetzung der Fo r-schung an Universitäten und Fa c h h o c h-schulen mit der außeruniversitären Fo r-schung voran zu treiben und auch neueFormen der Zusammenarbeit zu ent-w i c k e l n .

Schon bisher stellen Hochschulen nichtnur das Potential der Nachwuchswis-s e n s c h a f t l e r, sie sind gleichermaßenPa rtner in gemeinsamen Projekten undliefern eine wichtige Ergänzung im Rah-men einer interdisziplinären Zusam-menarbeit. Sonderf o r s c h u n g s b e r e i c h eder Deutschen Fo r s c h u n g s g e m e i n s c h a f t(DFG) wurden in allen drei Fo r s c h u n g s-schwerpunkten in enger Ko o p e r a t i o nmit den Hochschulen initiiert .

Eine wesentliche Komponente stellt dasZusammenwirken im personellen Be-reich dar. Gemeinsame Berufungsver-

fahren zur Besetzung der wissenschaftli-chen Leitungspositionen in den Institu-ten fördern die wissenschaftliche Zu-sammenarbeit und sichern die fachlicheQualität. So sind alle Neubesetzungender Leitungsfunktion in den letzten Jah-ren in gemeinsamen Ve rfahren mit Uni-versitäten durchgeführt worden. Ebensowurden jüngst gemeinsame Berufungenmit der Christian-Albrecht-Universität zuKiel sowie der Universität Po t s d a md u r c h g e f ü h rt .

GKSS fördert die wissenschaftliche Qua-lifikation seiner Mitarbeiter insbesonderedadurch, dass Freiräume zur Habilitationeingeräumt werden. Dies kann nur insehr enger und vertrauensvoller Ko o p e-ration mit den beteiligten Hochschulengelingen. An der Universität Hamburg,Fachrichtung Chemie, konnte eine Habi-litation erf o l greich beendet werden. Ge-meinsame fachbezogene Seminare,Vo rträge und Tagungen tragen wesent-lich zum Austausch von Fo r s c h u n g s e r-gebnissen zwischen Hochschulen und

GKSS bei. Regelmäßig werden dieG K S S - P r o grammschwerpunkte im Rah-men der Erfolgskontrolle von externenG u t a c h t e r gremien, zu denen auch Wi s-senschaftler aus den Hochschulengehören, untersucht und beurteilt. ImHerbst 20 01 wurden alle drei Pro-grammschwerpunkte begutachtet.

GKSS leistet seinen Beitrag zurAusbildung von Studenten. Wi s s e n-schaftler halten in den verschiedenenUniversitäten der Region Grund- undS p ezialvorlesungen, bieten Praktika anund beteiligen sich an der Gestaltungneuer Studiengänge. Diplomanden undDoktoranden erarbeiten an den GKSS-Instituten ihre Diplomarbeiten und Dis-s e rtationen in enger Zusammenarbeitmit den Hochschulen.

A n s p r e c h p a rt n e r :

Planungs- und Ko o r d i n i e r u n g s s t a bD r. Joachim Krohn Telefon: 04152 / 87- 16 6 5


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Ö f f e n t l i c h ke i t s a r b e i t

Public Relations

Wissenschaftliche Ergebnisse sowieneueste Entwicklungen und Hinter-grundinformationen für die Öffent-lichkeit transparent zu machen, isteine der Aufgaben der Presse- undÖffentlichkeitsarbeit. Von der Bevöl-kerung wird eine anwendungsorien-tierte wissenschaftliche Forschungnur dann verstanden und akzeptiert,wenn sie von einem steten undverständlichen Informationsflussbegleitet wird. Pressemitteilungen,Pressekonferenzen, Radio- und Fern-sehbeiträge sowie Veranstaltungenfür die Bevölkerung werden vonGKSS zur Information eingesetzt. Einbesonderer Schwerpunkt liegt dabeiin der regional bezogenen Arbeit. In-formationsveranstaltungen für beson-dere Zielgruppen, "Tage der offenenTür", Gruppenbesichtigungen fürSchüler und Studenten, Teilnahmean regionalen Ausstellungen undPräsentationen, die GKSS-Jahresta-gung, aber auch Kunstausstellungenund Konzerte sind nur einige Bei-

spiele für regionale Aktivitäten. DerJahresbericht, Broschüren zu einzel-nen Forschungsschwerpunkten undProjektfeldern, Kurzinformationen zubesonderen Veranstaltungen, Film-material, aber auch Informationenüber die Großforschung in Deutsch-land werden kostenlos abgegeben.

In 2001 machten sich über 3.500Besucher mit den Forschungsarbei-ten vertraut und diskutierten mit denWissenschaftlern und Technikern.Jugendliche der Stiftung "Jugendforscht" nutzten die GKSS-Einrichtun-gen, Leistungskurse der benachbar-ten Schulen führten Projekttagedurch, und Studenten informiertensich über Berufsbilder und -chancen.Innovativ-kreative Forschungsarbeitentwickelt sich besonders dann,wenn diese mit einem "wir"-Gefühlund der Identifikation mit der täg-lichen Arbeit im Einklag steht: "cor-porate identity". Die innerbetrieblicheKommunikation hat für GKSS einen

großen Stellenwert, quasi eine Öf-fentlichkeitsarbeit für die Mitarbeiter.Das Mitarbeitermagazin "UNTERUNS", aktuelle Informationen überschwarze Bretter, electronic mailingüber Netzwerk, besondere Veranstal-tungen, Einweihungen und Ehrun-gen: Die Palette der Mitarbeiter-informationen ist breit gefächert.

Die Zukunft von GKSS sowie die Ak-zeptanz der Arbeiten und Ergebnissein der Bevölkerung stehen in engemZusammenhang mit unserer Dialog-bereitschaft. Wir arbeiten daher aktivan der Kommunikation mit unseremUmfeld und freuen uns über dasInteresse an unserer Arbeit: Wir informieren gern.

Ansprechpartner:

Presse- und ÖffentlichkeitsarbeitDipl.-BetriebswirtHans-Friedrich ChristiansenTelefon: 04152/87-1677

One of the major tasks of publicrelations at GKSS is to provide infor-mation on the scientific results andall the latest developments from theinstitute, as well as any relevantbackground information. The publicat large can only really understandand accept applied scientific re-search if it is accompanied by a con-stant flow of clearly understandableinformation. GKSS therefore makesgenerous use of press releases,press conferences, radio and TVreports and special events for thepublic. At the same time, particularemphasis is given to events with aspecifically regional focus. Exampleshere include events for specifictarget groups, open-house days,tours for school groups and collegestudents, participation in regionalexhibitions and presentations, theGKSS annual conference, art exhibi-tions and concerts. In addition, GKSSproduces, free of charge, an annual

report as well as brochures onindividual research programs andprojects, leaflets on special events,film footage, and information onmajor research projects in Germany.

Last year, more than 3,500 visitorscame to GKSS to take a closer lookat various research projects anddiscuss them with scientists andtechnicians. Moreover, those invol-ved in the "Jugend forscht” (YoungResearchers) program were able touse the facilities at GKSS, whileneighboring schools held specialproject days at the institute and stu-dents had an opportunity to find outabout careers and job opportunities.More often than not, innovative andcreative research is produced in anenvironment where there is apowerful team spirit and a strongsense of identification with dailyactivities. As such, in-house commu-nications-in a sense, PR for the

employees-have a high priority atGKSS. Every effort is made to informthe employees via, for example, theemployee magazine "UNTER UNS,”e-mails, and notices posted onblackboards. In addition, the institutestages a number of special events,openings and award ceremonies.

The future of GKSS and the accep-tance of its work and results dependvery much on our willingness to con-duct a dialog with the public at large.We therefore work hard on com-municating with the world around usand are delighted when people takean interest in our activities. Indeed,we’re only too happy to inform.

Contact:

Public Relations DepartmentHans-Friedrich ChristiansenTel.: +49 (0) 4152/87-1677


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Technologietransfer - Vermarktung von Forschungsleistungen

Im Rahmen ihrer Aufgaben, die Ver-marktung der Forschungsergebnisseanzuregen und zu unterstützen,erfüllt die Transferstelle eine Schnitt-stellenfunktion. Sie ist einerseitsBerater und Helfer für die Forscherund Entwickler des Zentrums in allenFragen, welche die Verwertung vontechnisch-wissenschaftlichenErkenntnissen und Erfahrungenbetreffen, und andererseitsAnsprechpartner für Interessentenund Kunden aus der Wirtschaft, dieneue technische Lösungen beiForschungseinrichtungen suchen,um ihre Wettbewerbsfähigkeit zuerhalten oder zu verbessern.

Die Rolle der Transferstelle be-schränkt sich nicht auf die Vermitt-lung von Kontakten zwischen For-schern und Unternehmen. Ebensowenig agiert sie als Verwertungs-zentrale über die Köpfe der Wissen-schaftler hinweg. Vielmehr arbeitetsie mit den Forschern Hand in Handzusammen und ebnet die Wege, umdie Transferchancen zu nutzen. DieArt und die Intensität dieser Unter-stützung richtet sich nach demjeweiligen Bedarf im Einzelfall.

Das Unterstützungsangebot beziehtsich auf alle Formen und Stadien derVerwertung von Forschungsergebnis-sen, z. B. durch Kooperation, Auf-tragsforschung, Lizenzvergabe, Unter-nehmensgründungen und umfasstfolgende Aktivitäten:

• Identifizierung von verwertbarenGKSS-Entwicklungen,

• Sicherung von Schutzrechten,Beratung von Erfindern,

• Vorbereitung und Verbreitung vonTransferangeboten,

• Hilfe bei der Partnersuche und bei Verhandlungen mit Kooperations-, Projektpartnern und Lizenzinteressenten,

• Koordinierung von Abstimmungs-prozessen im Zusammenhang mitexternen Anfragen aller Art und angebotsbezogenen Initiativen aus dem Zentrum,

• Ausbau des Netzes von persönlichen Kontakten zu Stellen

und Organisationen, die die wissenschaftliche Zusammenarbeitund den Technologietransfer inDeutschland und Europa fördern,

• Initiierung von transferbezogenenVeranstaltungen,

• Darstellen und Bekanntmachender Transferleistungen des Zentrums (z. B. Herausgabe des Innovationsberichtes).

So ist GKSS gemeinsam mit F Z J, FZKund DLR am Aufbau eines zentren-übergreifenden Internet-Forums be-teiligt. Das Projekt wird vom bmb+funter der Kurzbezeichnug „HIFI“(Helmholtz Internet Forum Industrie)gefördert. Mit dieser Plattform wirdein direkter Zugang zu Experten derHGF-Zentren eröffnet, die sich aufihren jeweiligen Sachgebieten alskompetente Kooperationspartner derWirtschaft ausgewiesen haben.

Die Transferstelle unterstützt und be-treut darüber hinaus Unternehmens-gründungen von GKSS-Mitarbeiterin-nen und -Mitarbeitern. Seit 1992wurden 17 solcher Unternehmengegründet. Davon haben sich 11 auf

dem Forschungsgelände der GKSSangesiedelt. Die steigende Zahl vonUnternehmensgründungen war einwesentlicher Anlass für die Entschei-dung, auf dem Forschungsgeländedas Geesthachter Innovations- undTechnologiezentrum (GITZ) zu er-richten. Das GITZ hat im September2001 seinen Betrieb aufgenommen.

Die Lizenz- und Know-how-Einnahmen, die GKSS aus ihren Ver-marktungsaktivitäten erzielt, fließenin einen Fonds, aus dem neueTransfermaßnahmen und -Projektefinanziert werden können. DieFondsmittel werden überwiegend fürdie Finanzierung von Personalkosteneingesetzt und fließen zum Teil indie Forschungsbereiche der GKSSzurück, aus deren Transferaktivitätendie Erlöse stammen.Weitere Informationen:www.gkss.de/technologietransfer

Ansprechpartner:

TechnologietransferClaas-Hinrich SchröderTelefon: 04152/87-1685


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Quantensprung - das Schülerlabor von GKS S

Das Schülerlabor Quantensprungist eine Initiative des GKSS-For-schungszentrums. Junge Schüle-rinnen und Schüler, vorzugswei-se der 9. und 10. Klassen, kön-nen hier einen Tag unter qualifi-zierter Anleitung experimentie-ren und einen kleinen Einblickin den wissenschaftlichen "All-tag" gewinnen.

Das GKSS-Schülerlabor wurde in denRäumlichkeiten des Geesthachter In-novations- und Technologiezentrums(GITZ) eingerichtet und im Januar2002 in Betrieb genommen. Auf ins-gesamt 130 m2 Laborfläche stehen30 Laborplätze für physikalische undchemische Experimente bereit. DasSchülerlabor konnte mit finanziellerUnterstützung der SchulbehördeHamburg, der TechnologiestiftungSchleswig-Holstein, dem Ministeriumfür Bildung und Kultur des LandesSchleswig-Holstein sowie zahlreichenSponsoren der Wirtschaft zügig reali-siert werden. Wenige Monate nachder Eröffnung wurde bereits der tau-sendste Schüler im Labor begrüßt.Inzwischen ist es bereits mehrereMonate im Voraus ausgebucht.

Unter der Leitung eines Pädagogenwerden die Schülerinnen undSchüler mit dem Thema „Stromer-zeugung“ vertraut gemacht. Dabeigeht es um Strom aus dem Genera-tor und dem Fahrraddynamo genau-so wie um Strom aus Sonne, Windund Wasser, Strom aus galvanischenElementen bis hin zu Strom auseiner „Apfelbatterie“. Bei derBrennstoffzelle und denSpeicherungsmöglichkeitenvon Wasserstoff wird einunmittelbarer Bezugzu den GKSS-For-schungen hergestellt.Über eine Webcamwerden vomSchülerlabor ausGKSS-Wissenschaft-ler zugeschaltet. Soist ein direkter Dialog mit den For-schern zu bestimmten Fragestellun-gen möglich. Um einen Einblick indas Arbeitsfeld zu bekommen, wer-

den kurze Besichtigungsgänge in ver-schiedene Labors und Wi s s e n s c h a f t s -bereiche durchgeführt .

Unsere Initiative steht im engen Zu-sammenhang mit der bundesweitenAktion „Wissenschaft im Dialog“, ander sich gemeinsam mit dem Stifter-

verband für die Deutsche Wissen-schaft die großen deutschen For-schungseinrichtungen beteiligen.Diese haben sich zum Ziel gesetzt,die Kommunikation zwischen Wis-senschaft und Öffentlichkeit – insbe-sondere mit Schülerinnen undSchülern – zu fördern. Das bedeutet,Wissenschaft als kostbares und zupflegendes Kulturgut stärker in dasBewusstsein zu bringen. Das soll

hier in einem Schülerlaborumgesetzt werden, indem sich die Schüler aufexperimentellem Wegeder NaturwissenschaftPhysik nähern können.Sie sollen erkennen,dass Physik etwas ist,was sehr viel mit dem

täglichen Leben zu tun hat unddurchaus interessant und spannendsein kann.

Wenige Monate nach der Eröffnung wurde bereits der tausendste Schüler im Labor begrüßt. Inzwischen istes bereits mehrere Monate im Voraus ausgebucht.

The 1,000th student was welcomed at the laboratory only a few months after it was opened, and the lab isnow booked up months in advance.


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GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbHM ax-Planck-Straße 1 • D- 21502 Geesthacht • Telefon: 0 4152 / 87-0 • Te l e f ax : 0 4152 / 87-14 0 3

GKSS-Institut für Chemie, Standort Te l t owKantstraße 55 • D- 14513 Teltow-Seehof • Telefon: 0 33 28 / 352 450 • Te l e f ax : 0 3328 / 352 452


Jahresbericht 2002

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