Forschungshighlights BESSY II: Vom Beginn bis heute
Erkenntnisgewinne seit mehr als 25 Jahren
2024: Grüner Wasserstoff: MXene als Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklung geeignet
Die Materialklasse der MXene besitzt vielfältige Talente. Nun hat ein internationales Team gezeigt, dass MXene als Katalysatoren für die Sauerstoffentwicklungsreaktion bei der elektrolytischen Wasserspaltung geeignet sind. Dabei arbeiten sie stabiler und effizienter als die derzeit besten Metalloxid-Katalysatoren. Das Team hat die neuartigen Katalysatoren für die elektrolytische Aufspaltung von Wasser umfassend an der Berliner Röntgenquelle BESSY II charakterisiert. Zur News >
2024: Spintronik: Ein neuer Weg zu wirbelnden Spin-Texturen bei Raumtemperatur
Ein Team am HZB hat an BESSY II eine neue, einfache Methode untersucht, mit der sich stabile radiale magnetische Wirbel in magnetischen Dünnschichten erzeugen lassen. Die Proben bestehen aus mikrometergroßen Inseln aus dem Hochtemperatursupraleiter YBCO, auf die eine ferromagnetische Verbindung aufgebracht wird. Das Team nutzt das von den supraleitenden Strukturen erzeugte Magnetfeld, um den darauf platzierten Ferromagneten magnetische Domänen aufzuprägen. Zur News >
2022: Nutzerforschung an BESSY II: Was passiert in Biofilmen?
Viele Bakterien bilden Biofilme, die auf den unterschiedlichsten Oberflächen haften und schwer zu entfernen sind. Dies kann zu großen Problemen führen, zum Beispiel in Krankenhäusern oder in der Lebensmittelindustrie. Nun hat ein internationales Team ein Modellsystem für Biofilme an BESSY II untersucht und dabei herausgefunden, welche Rolle die Strukturen im Inneren des Biofilms bei der Verteilung von Nährstoffen und Wasser spielen. Zur News >
D.N. Azulay, O. Spaeker, M. Ghrayeb, M. Wilsch-Bräuninger, E. Scoppola, M. Burghammer, I. Zizak, L. Bertinetti, Y. Politi, L. Chai, Multiscale X-ray study of Bacillus subtilis biofilms reveals interlinked structural hierarchy and elemental heterogeneity, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 119 (4) e2118107119, https://doi.org/10.1073/pnas.2118107119 (2022). Bild: Liraz Chai/HUJI
2021: Wasser als Metall an BESSY II nachgewiesen
Reines Wasser ist unter Normalbedingungen ein nahezu perfekter Isolator. Metallische Eigenschaften entwickelt Wasser nur unter extremem Druck, wie er höchstens im Innern von großen Planeten herrscht. Nun hat eine internationale Kooperation mit einem ganz anderen Ansatz metallisches Wasser erzeugt und den Phasenübergang an BESSY II dokumentiert. Zur News >
2021: Bleifreie Perowskit-Solarzellen – Wie Fluor-Additive die Qualität verbessern
Zinnhalogenid-Perowskite gelten aktuell als beste Alternative zu bleihaltigen Perowskit-Solarzellen. Nun hat ein Team aus dem HZB die chemischen Prozesse bei der Produktion eingehend analysiert. Durch eine raffinierte Kombination von Messmethoden an BESSY II mit Kernspinresonanz konnten sie zeigen, wie sich Filme aus diesem Material mit weniger Defekten bilden lassen. Zur News >
2020: Coronavirus SARS-CoV2: BESSY II-Daten beschleunigen die Suche nach Wirkstoffen
SARS-CoV-2 ist hochansteckend und kann schwere Lungenentzündung (COVID-19) verursachen. An BESSY II konnte ein Team von Infektionsbiologen gleich zu Beginn der Pandemie die dreidimensionale Architektur eines wichtigen Oberflächenproteins von SARS-CoV-2 entschlüsseln. Es handelt sich um die virale Hauptprotease, die an der Vermehrung des Virus beteiligt ist. Die Kenntnis der 3D-Struktur ist hilfreich, um gezielt Wirkstoffe gegen das Virus zu entwickeln. Zur News >
2020: Röntgenmikroskopie an BESSY II: Nanopartikel können Zellen verändern
Nanopartikel dringen leicht in Zellen ein. Wie sie sich dort verteilen und was sie bewirken, zeigen nun erstmals hochaufgelöste 3D-Mikroskopie-Aufnahmen an BESSY II. So reichern sich bestimmte Nanopartikel bevorzugt in bestimmten Organellen der Zelle an. Dadurch kann der Energieumsatz in der Zelle steigen. „Die Zelle sieht aus wie nach einem Marathonlauf, offensichtlich kostet es Energie, solche Nanopartikel aufzunehmen“, sagt Hauptautor James McNally. Zur News >
2019: Grüne Spintronik - Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen
Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen. Zur News >
2019: „Molekulare Schere“ für den Plastikmüll
An BESSY II hat eine Gruppe die Struktur eines wichtigen Enzyms ("MHETase") entschlüsselt. Die MHETase wurde in einem Bakterium entdeckt und ist in der Lage, zusammen mit einem zweiten Enzym, der PETase, den weit verbreiteten Kunststoff PET in seine Grundbausteine zu zerlegen. Die Kenntnis der 3D-Struktur der MHETase ermöglichte es bereits, die Aktivität dieses Enzyms gezielt zu optimieren, um es zusammen mit der PETase für das nachhaltige Recycling von PET zu nutzen.
2019:„Geheimtinte“ auf antikem Papyrus vom Nil enthüllt
Teams aus dem Ägyptischen Museum, den Berliner Universitäten und dem Helmholtz-Zentrum Berlin untersuchten ein kleines Papyrus-Stück, das vor zirka 100 Jahren auf der Nil-Insel Elephantine ausgegraben wurde. Unter anderem nutzten die Forschenden zerstörungsfreie Methoden an BESSY II. Die Ergebnisse sind für weitere Analysen der Papyrussammlung in Berlin und darüber hinaus wegweisend. Zur News>
2019: 3D-Tomographien zeigen, wie Lithium-Akkus altern
Lithium-Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität. Denn jeder neuen Aufladung bilden sich Mikrostrukturen an den Elektroden, die die Kapazität weiter reduzieren. Nun hat ein Team den Prozess an Lithium-Elektroden erstmals im Detail dokumentiert. Dies gelang ihnen mithilfe eines 3D-Tomographieverfahrens an BESSY II (HZB). Zur News >
Materials Today (2018): "Advancing knowledge of electrochemically generated lithium microstructure and performance decay of lithium ion battery by synchrotron X-ray tomography". DOI: 10.1016/j.mattod.2018.11.003
2018: Experiment an BESSY II zeigt, wie der Kompass in magnetisch empfindlichen Bakterien funktioniert
Bakterien sind ungeheuer vielfältig, nicht nur von Gestalt, sondern auch in ihren Eigenschaften. Magnetotaktische Bakterien können mit Hilfe von magnetischen Nanopartikeln das Erdmagnetfeld „spüren“. Nun hat eine Forschungsgruppe den inneren Kompass in Magnetospirillum gryphiswaldense an der Synchrotronquelle BESSY II untersucht. Die Ergebnisse können für die Entwicklung von biomedizinischen Anwendungen wie Nanorobotern und Nanosensoren nützlich sein. Zur News >
2018: Effizienz von metallfreien Photokatalysatoren erhöht
Polymere Kohlenstoffnitride lassen sich als Katalysatoren für die Produktion von solarem Wasserstoff nutzen. Mit dem weichen Röntgenlicht von BESSY II fanden Forscher heraus, welche Rolle Nanostrukturierungen dabei spielen. Sie steigerten die Effizienz dieser günstigen, metallfreien Materialien um den Faktor elf. > zur News
2017: Optische Eigenschaften von 3D Graphen
Ein internationales Team hat erstmals an BESSY II die optischen Eigenschaften von dreidimensionalem nanoporösen Graphen untersucht und gezeigt, dass sich die Schwingungen der Ladungsdichte präzise steuern lassen. Die Ergebnisse könnten die Herstellung von hochempfindlichen chemischen Sensoren ermöglichen. > zur News
2016: Neue Datenspeicher: Magnetische Muster in dünnen Schichten
Forschende haben einen Weg entdeckt, um exotische magnetische Muster wie Monopole oder Wirbel in dünnen magnetischen Schichten zu erzeugen. An BESSY II kartierten sie die magnetischen Domänen innerhalb eines Eisen-Nickel-Films. Das Material gilt als Kandidat für künftige magnetische Datenspeicher. > zur News
2016: Defekte in Chalkopyrit- Solarzellen
Ein wichtiges Ergebnis für die Optimierung von Dünnschicht-Solarzellen aus Kupfer, Indium, Gallium und Selen erzielten Forschende an BESSY II. Sie beobachteten Defekte während der Deposition und zeigten, dass viele Defekte beim Übergang von der kupferarmen in die kupferreiche Phase von selbst verschwinden. > zur News
2016: EMILLabor an BESSY II wird eröffnet
2016: Richtfest bERLin-Pro und Testinghalle
2015: Technische Designstudie BESSY VSR
2015: Meteoriten geben Auskunft über frühes Sonnensystem
Geologen haben Proben aus dem Pallasite-Meteoriten an BESSY II untersucht. Sie identifizierten winzige Partikel, die sich während der frühen Phase des Sonnensystems magnetisch ausgerichtet hatten. Der Meteorit speichert so wie eine Festplatte Informationen über unse frühes Sonnensystem. > zur News
2014: Welche Folgen hat die Zahnwurzelkanal- Behandlung?
Zahnmediziner analysierten Backenzähne vor und nach dem Ausfeilen der Zahnwurzel an der BAM-Beamline an BESSY II. Ihr Befund: Mikrorisse im Zahn, die sich nach dem Ausfeilen feststellen ließen, waren auch vorher schon sichtbar und lassen sich nicht auf die Behandlung zurückführen. > zur News
2014: Neues Behandlungskonzept gegen Krebs
Ein schwedisches Team hat einen neuen Therapieansatz gegen Krebs entdeckt. Es blockierte das Enzym MTH1, das Krebszellen brauchen, um zu überleben – im Gegensatz zu normalen Zellen. Sie entschlüsselten die Enzym-Struktur an BESSY II und erhielten wichtige Informationen, um Wirkstoffe zur Blockade zu entwickeln. > zur News
2013: Organische Elektronik
Organische Elektronik steckt in Displays und ermöglicht biegsame Leuchtfolien oder Solarzellen. Um die aktive organische Schicht mit Metallkontakten zu verbinden, werden verschiedene organische Moleküle eingesetzt. Ein Team hat an BESSY II herausgefunden, wie sich die Kontaktschichten gezielter verbessern lassen. > zur News
2013: Konzeptstudie zum Upgrade von BESSY II zu BESSY VSR
2012: Graphen auf Nickel
Graphen besteht aus Kohlenstoffatomen, die ein flaches Netz mit sechseckigen Maschen bilden. Dabei ist Graphen sehr leitfähig. Bringt man Graphen auf Nickel auf, kommt es zu Verzerrungen des Netzes: Die Elektronen des Graphens verhalten sich eher wie Licht und weniger wie Teilchen, zeigten Untersuchungen an BESSY II. Dieser Mechanismus ist für Anwendungen interessant. > zur News
2012: Pilze als Wettermacher im Regenwald
In Regenwäldern sorgen organische Ausdünstungen und Salze dafür, dass sich Nebel oder Wolken bilden. Ein Team untersuchte Aerosolpartikel aus dem brasilianischen Regenwald an BESSY II. Sie zeigten, dass diese Partikel Kaliumsalze enthielten, welche durch Pilze und Pflanzen ausgedünstet werden und so offenbar die Wolkenbildung beeinflussen. > zur News
2012: Wikingerschatz vom Oseberg
Norwegische Restauratoren haben an BESSY II einen vom Zerfall bedrohten Holzwagen aus einem Wikingergrab in der Nähe des Oslo-Fjords untersucht. Er wurde damals mit Alaun konserviert, das die Fasern im Holz stark veränderte. Die Ergebnisse helfen, neue Konservierungstechniken zu entwickeln, um den Kulturschatz zu retten. > zur News
2012: BESSY II wird auf Top-Up-Modus umgestellt
2012: FEMTOSPEX Upgrade
2011: Erste Viren der Erdgeschichte an Dinosauriern nachgewiesen
An einem 150 Millionen Jahre alten Dinosaurier-Wirbel haben Forscher die ersten Spuren von Viren in der Erdgeschichte entdeckt. Eine Synchrotron-Holotomographie an BESSY II zeigte krankhafte Veränderungen im Wirbel, die auf die Paget-Knochenkrankheit hinweisen. Sie wird durch masernähnliche Viren ausgelöst. > zur News
2011: Ultraschnelle Ummagnetisierung
In einer Legierung aus Gadolinium, Eisen und Kobalt beobachtete ein Team einen neuen Effekt an BESSY II. Dabei zeigten sie mit ultraschnellen Lichtpulsen, dass die magnetische Ausrichtung der Eisenatome fünfmal schneller umklappt als die von Gadolinium. Dies führt kurzfristig zu starker Magnetisierung und könnte die Datenverarbeitung beschleunigen. > zur News
2011: Installation des LINACVorbeschleunigers
2010: Tiefer Einblick in Details einer Zelle
Mit einem neu am HZB entwickelten Röntgen-Mikroskop lassen sich einzelne Zellen von Säugetieren in 3D hochaufgelöst und zerstörungsfrei abbilden – und zwar in ihrer natürlichen Umgebung. Diese Aufnahme zeigt die Krebszelle einer Maus mit Details wie Zellkern und Membrankanälen. > zur News
