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Forschungsproben der Universität des Saarlandes fliegen zur ISS

Neue Arbeit für Saar-Astronaut Matthias Maurer : Saar-Uni schickt Forschungsproben zur ISS ins All

An Bord einer Raumkapsel sind hunderte Proben des Saarbrücker Materialforschers Frank Mücklich ins All geflogen: Sie entwickeln neuartige Oberflächen, die verhindern, dass sich auf ihnen Krankheitskeime ansiedeln und vermehren. ESA-Astronaut Matthias Maurer, selbst Absolvent der Saar-Uni, wird die Experimente auf der ISS betreuen.

Bakterien könnten im All zum Problem werden. Auf der ISS waren bislang fast 250 Astronautinnen und Astronauten. Da kommt auch im Mikrokosmos einiges zusammen. Auf Griffen, Hebeln, Knöpfen, überall können sich Bakterien ansiedeln und Biofilme bilden, eine Schleimschicht, in deren Schutz sie beste Bedingungen haben. Die allermeisten der Bakterien sind harmlos, es könnten aber auch gefährliche darunter sein. Die Mutationsrate der Bakterien hingegen ist durch die energiereiche Strahlung im Weltall höher.

„Wir entwickeln verschiedene neuartige Oberflächen, die verhindern, dass sich solche Biofilme bilden“, sagt Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes. Am vergangenen Sonntag, 29. August, haben zahlreiche Proben ihren Weg ins All angetreten, bei denen Mücklich mit der europäischen Weltraumagentur ESA und dem Team von Professor Ralf Möller vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR zusammenarbeitet. In mehreren Forschungsprojekten forschen Mücklich und sein Team an neuen, antimikrobiellen Oberflächen. Bereits 2019 hatten sie gemeinsam mit der US-Weltraumbehörde NASA und dem MIT in Boston mehrere Probenserien laserstrukturierter Materialoberflächen zur ISS geschickt.

 Für diese Mission haben die Forscherinnen und Forscher mit einer neuartigen Lasertechnik auf der Mikroebene der Oberflächen von Kupfer-, Messing- und Stahl-Proben mikroskopisch feine, periodische Strukturen „eingraviert“. So soll u.a. geklärt werden, wie eine nanometergenaue Laserstrukturierung in Kombination mit antimikrobiellen Eigenschaften Bakterienstämme verhindern kann.

 Mit seinem Team entwickelt Mücklich seit 15 Jahren die Laserinterferenz-Technologie (Direct Laser Interference Patterning -DLIP), die er zur Marktreife gebracht hat. Sie macht es möglich, mikroskopisch feine, dreidimensionale Muster zu erzeugen. Bei den mikrostrukturierten Oberflächen der Proben, die sein Team jetzt ins All schickt, handelt es sich einmal um eine Art „Nagelbrett“ von Submikrometergröße, das es Bakterien schwer machen soll, anzudocken.

Weitere haben eine Mulden-Struktur von vielen aneinandergereihten „Sesseln“ im Mikrometer-Maßstab, die es erleichtern soll, Bakterien, die hier sehr gut Platznehmen können, durch maximalen Oberflächenkontakt mit Kupfer-Ionen abzutöten. Die Dritte Art der Oberflächen haben die Forscherinnen und Forscher so bearbeitet, dass sie absolut glatt sind und als Referenz dienen.

 Materialwissenschaftler Professor Frank Mücklich
Materialwissenschaftler Professor Frank Mücklich Foto: Oliver Dietze

 Insgesamt sind es 230 Proben, die an Bord des SpaceX-Versorgungsfluges zur ISS gestartet sind. ESA-Astronaut Mathias Maurer wird nach seiner Ankunft auf der ISS Ende Oktober das Forschungsprojekt betreuen. Maurer hat an der Universität des Saarlandes Materialwissenschaft studiert und bei Frank Mücklich seine Diplomarbeit geschrieben.

 Nach Abschluss der Experimente werden die Proben materialwissenschaftlich von den Forscherinnen und Forschern an der Universität des Saarlandes und astrobiologisch am DLR untersucht. Matthias Maurer wird im Rahmen seiner „Cosmic Kiss“-Mission auch bei weiteren Experimenten mit dem Forscherteam um Frank Mücklich zusammenarbeiten.