„Die Möglichkeiten der Nanotechnologie sind faszinierend“
     
Dr. Cinzia Casiraghi, Projektleiterin am Institut für Experimentalphysik der Freien Universität Berlin

Schreibtischarbeit gehört auch in der Experimentalphysik mit dazu (AA, Foto: Jan Greune)

„Graphen ist das dünnste Material der Welt“, sagt Cinzia Casiraghi. Sie spricht von einer neuen Substanz, der ihre ganze Aufmerksamkeit gilt. Graphen wurde erst 2004 entdeckt – seitdem sorgt es in der Wissenschaft für viel Aufsehen. Niemand ahnte zuvor, dass ein so dünnes Material überhaupt existieren kann. Graphen besitzt – anders als alle anderen bekannten Substanzen – keine räumliche Struktur, sondern eine zweidimensionale: Es ist ein wie Bienenwaben aufgebautes flächiges Gitter aus Atomen des Kohlenstoffs. Noch wissen Forscher aber nur wenig darüber, wie die besonderen Eigenschaften von Graphen entstehen konnten. Genau das reizt die 34 Jahre alte Italienerin: Am Institut für Experimentalphysik der Freien Universität (FU) Berlin geht sie dem Geheimnis des Stoffs mithilfe spezieller Messinstrumente und Laserstrahlen auf den Grund. Cinzia Casiraghi ist fasziniert von ihrem Forschungsgegenstand: Graphen sei nicht nur dünn, sagt sie, sondern auch extrem fest – fester als ein Diamant. Außerdem sind die elektrischen Ladungen in dem Material besonders beweglich. Diese drei Eigenschaften sind es, die Graphen so interessant machen: Es könnte eine große Rolle spielen bei der Miniaturisierung elektronischer Komponenten – zum Beispiel beim Bau von Computerprozessoren.

Ausgezeichnet mit dem Sofja Kovalevskaja-Preis

In diesen Wochen ist Cinzia Casiraghi sehr beschäftigt: Sie baut zurzeit ihre eigene Arbeitsgruppe in Berlin auf. Die besteht bisher aus einem Doktoranden und einem Diplomanden, nach einem Postdoktoranden sucht sie gerade. Alle Entscheidungen trifft sie ganz alleine. Eine große Verantwortung für eine junge Wissenschaftlerin, die selbst erst 2005 in Cambridge, Großbritannien, promoviert wurde. Der Grund: Cinzia Casiraghi hat 2008 den Sofja Kovalevskaja-Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung gewonnen, eine mit 1,65 Millionen Euro dotierte Auszeichnung für junge Spitzenforscher aus dem Ausland. Die Preissumme sollen sie nutzen, um vielversprechende Forschungsprojekte in Deutschland selbstständig umsetzen zu können. Gleich im November 2008 zog Casiraghi von Cambridge nach Berlin und begann mit der Arbeit an der FU.

Dr. Cinzia Casiraghi, Recherche in der Philologischen Bibliothek der FU Berlin (AA, Foto: Jan Greune)

Faszination Nanophysik

Vielversprechend ist die Erforschung von Graphen mit Sicherheit. Manche Wissenschaftler träumen schon von Computer-Mikroprozessoren, die nicht mehr auf Silizium, sondern auf Graphen basieren. Sie hoffen auf – dank Graphen – elektrisch leitende Kunststoffe und auf Batterien, die ihre hohe Effizienz der Beigabe von Graphenstaub verdanken. Cinzia Casiraghi sieht dieses Potenzial auch, betont aber, dass die Forschung bei Graphen erst am Anfang stehe. Zunächst müsse man die Eigenschaften des Materials gründlich kennenlernen. Dass sie einmal bizarre Materialien aus Kohlenstoff erforschen würde, zeichnete sich erst im Lauf ihrer Karriere ab. Die Italienerin kommt aus der Nähe von Mailand, wo sie Kernenergietechnik studierte. Aber schon in ihrer Abschlussarbeit an der Universität ging es um Kohlenstoff im Nanobereich – das Thema blieb, als sie im Anschluss an die University of Cambridge wechselte. „Die Möglichkeiten der Nanotechnologie sind faszinierend“, sagt sie. „Die Eigenschaften des Materials ändern sich, je kleiner es ist. Das können wir für technologische Anwendungen nutzen“.

Zukunftsträchtiges Forschungsfeld

Im Lauf der nächsten vier Jahre will sich Casiraghi in Berlin auch mit Graphen verwandten Materialien beschäftigen, bei denen die Forschung aber schon weiter ist. Dabei arbeitet sie eng mit der Physikprofessorin Stephanie Reich zusammen, die gleich eine Labortür weiter forscht. Die Deutsche und die Italienerin kennen sich schon aus Cambridge. Professor Reich war es, die Casiraghi auf die Idee brachte, sich um den Sofja Kovalevskaja-Preis zu bewerben. Mit Deutschland verbinden die Italienerin aber auch zwei Gastaufenthalte am Forschungszentrum Karlsruhe 2006 und an der Ludwig-Maximilians-Universität in München 2007. „Dort habe ich sehr gute Erfahrungen gemacht. Danach dachte ich, es wäre wirklich gut, nach Deutschland zu gehen“, sagt sie. „Die Forschung in der Nanotechnologie ist hier auf einem sehr hohen Niveau.“ Deutschland gehört in dem zukunftsträchtigen Feld zu den führenden Ländern in Forschung und Industrie: Bei Patentanmeldungen in der Nanotechnologie liegt Deutschland in Europa auf Platz eins.

Wunschziel Berlin

Allerdings: Auch die Stadt Berlin hat bei Casiraghis Standortwahl eine Rolle gespielt. Schon bei ihrer Bewerbung um den Kovalevskaja-Preis hat sie die FU Berlin als Wunschziel angegeben. „In Berlin gibt es alles, was man sich wünscht“, sagt sie. „Vor allem ist es eine große Stadt.“ Verblüfft hat sie festgestellt, dass in der deutschen Metropole sogar Beachvolleyball gespielt wird. So kann die Italienerin nach der Forschungsarbeit bei ihrem Lieblingssport abschalten. Und den Kopf frei bekommen, damit sie sich am nächsten Tag wieder ganz konzentriert den Geheimnissen des dünnsten Materials der Welt widmen kann.

Text: Sven Titz

Die Serie "12 Wissenswelten" entsteht in Zusammenarbeit mit dem DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst)