(cm) Die International XAFS Society verlieh diesen Monat Jan-Dierk Grunwaldt vom ETH-Institut für Chemie- und Bioingenieurwissenschaft den „Dale Sayers Young Scientist Award“(1)(2). Dieser mit 500 Dollar dotierte Preis wird alle drei Jahre an einen jungen Wissenschaftler verliehen, der im Bereich der sogenannten EXAFS(extended X-ray absorption fine structure)-Spektroskopie und dessen Anwendung forscht. Der Preis geht auf einen der Pioniere, Dale Sayers, in diesem Gebiet zurück.
Der diesjährige Gewinner erklärt das Prinzip seines Forschungsfeldes: „EXAFS baut darauf auf, dass Röntgenstrahlen ab einer bestimmten Energie stärker absorbiert werden. Diese ‚Absorptionskante’ wird erreicht, wenn ein Elektron aus einer der inneren Elektronenschale eines Atoms, beispielsweise der K-Schale bei Palladium, herausgeschlagen werden kann.“ Das ‚fliegende’ Elektron besitze nicht nur Teilchen-, sondern auch Wellencharakter. „Dies führt zu Rückstreuung an den Nachbaratomen, so wie eine Welle an einem festen Gegenstand im Wasser reflektiert wird. Die Wellen überlagern sich und man erhält eine spezifische Feinstruktur oberhalb der Absorptionskante“, erklärt Grunwaldt. Die ersten, die erkannt hätten, dass hier Strukturinformation drin steckt, seien 1971 Dale Sayers, Ferrel Lytle und Edward Stern gewesen.“ (3)
Grunwaldt hat nun die Röntgenabsorptions-Spektroskopie so ausgebaut, dass er damit Katalysatoren während ihrer ‚Arbeit’, also in situ, beobachten kann. Das ermöglicht es, den Zusammenhang von Struktur und Aktivität zu analysieren. Begonnen hat der Forscher dabei mit Gas-Festreaktionen bei Haldor Topsøe A/S (Lyngby bei Kopenhagen), und später dehnte er die Methode an der ETH Zürich in der Gruppe von Professor Alfons Baiker weiter aus, unter anderem auf Reaktionen in der Flüssigphase. Mittlerweile funktioniert die Technik auch für überkritische Fluide, das heisst bei Drücken bis zu 150 bar. Für seine Untersuchungen benutzte der Wissenschaftler hauptsächlich Messlinien in Hamburg, Grenoble, Karlsruhe, Chicago und seit kurzem auch die des Synchrotrons am PSI in Villigen.
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