Die TUBAF ist Mitglied des europäischen Netzwerks EXCITE. Grundidee des Verbunds ist der einfache Zugang zu und das Teilen von Mess-Infrastruktur und Forschungsdaten. Im Netzwerk stehen 19 sogenannte Forschungs-Facilities in 12 Ländern zur Verfügung. Über diese Infrastruktur erhalten Interessierte Zugang zu zahlreichen hochauflösenden Röntgen- und Elektronenmikroskopen und können diese nach Antragstellung für ihre Forschung nutzen.
EXCITE steht dabei für Enhanced X(cross)-disciplinary Community-driven Imaging Technologies for Earth and Environmental material research. „Es geht also insbesondere um Proben aus den Geo-, Umwelt- und Materialwissenschaften – und um die Vernetzung derjenigen, die mit bildgebenden Methoden neue Erkenntnisse über strukturelle Eigenschaften, insbesondere auf Partikelebene gewinnen möchten“, sagt Professor Urs Peuker, EXCITE-Projektleiter an der TU Bergakademie Freiberg und Institutsleiter des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik (MVTAT). „Und das in ganz Europa und darüber hinaus: Ein Doktorand aus Australien, das aktuell ein Partnerstandort außerhalb der EU ist, kann also beispielsweise am Röntgentomografen in Freiberg seine Forschungsfrage klären, während eine Studentin aus Freiberg an einem spezialisierten Elektronenmikroskop in Großbritannien ihre Probe untersuchen kann. Die Infrastruktur steht nämlich Interessierten aus allen Karrierestufen offen.“
Unterschiedliche Materialien, gemeinsame Methoden
Genutzt wird die gemeinsame Forschungsinfrastruktur von unterschiedlichen Disziplinen. „Es erstaunt mich immer wieder aufs Neue, welche verschiedenen Materialien und Fragestellungen mit bildgebenden Methoden auf unterschiedlichsten Längenskalen untersucht werden können“, erzählt Dr. Ralf Ditscherlein wissenschaftlicher Koordinator des Netzwerks an der TU Bergakademie Freiberg. „Erst kürzlich hat ein Doktorand aus Brasilien gemeinsam mit unseren Experten Glas-Keramik-Schäume direkt während mechanischer Belastung (in-situ) hinsichtlich der Stabilität untersucht, die aufgrund ihrer guten thermischen und akustischen Dämmeigenschaften als Isolierungsmaterial im Bau dienen können. Eine andere Messung eines Teams aus England erfolgte mit Mineralen, mit deren Hilfe CO2 aus Industrieabgasen chemisch gebunden und dauerhaft gespeichert werden könnte.“
In einem Interview mit Dr. Ralf Ditscherlein erzählen Dr. Graham Andrews (University of Hull, Großbritannien) und Dr. Sarah Brown (Craig Nua Geoscience, Irland) von ihrem Forschungsaufenthalt in Freiberg. 2024/25 haben sie an der TUBAF Basalt auf das Potenzial für CO2-Abscheidung untersucht.
Mateus Gruener Lima (Universidade Estadual de Londrina, Brasilien) untersuchte im vergangenen Jahr mit Röntgentomografie, wie sich die Porenstruktur von Glas-Keramik-Schäumen unter Belastung verändert.
Der im EXCITE-Netzwerk registrierte Röntgentomograf der TUBAF steht im Labor des Instituts MVTAT im Zentrum für effiziente Hochtemperatur Stoffwandlung. Proben können dort in verschiedenen Zuständen mit Röntgenstrahlen gescannt und als hochauflösendes 3D-Modell visualisiert werden. „Der eigentliche Erkenntnisgewinn entsteht jedoch erst durch die anschließende quantitative Auswertung der Bilddaten, die einen Großteil der wissenschaftlichen Arbeit ausmacht. Für uns ist der Einblick in die Partikelstruktur auf Millimeter- oder Mikrometer-Ebene entscheidend – vor allem, weil wir daraus quantitative Daten ableiten können, mit denen sich Materialeigenschaften verstehen und gezielt beeinflussen lassen“, sagt Ditscherlein.
Einfacher Antrag, echte Teamarbeit
Eine wissenschaftliche Fragestellung, ein einfacher Antrag: In verschiedenen Aufrufen des Netzwerks können sich Interessierte um die Forschungszeit an den Messgeräten bewerben. „Der Zugang zu der Spitzen-Infrastruktur ist niedrigschwellig – einzige Verpflichtung im Sinne des Open-Access-Gedanken ist es, die Forschungsdaten und einen Report dem Netzwerk zur Verfügung zu stellen. Für herausragende Ergebnisse werden darüber hinaus gemeinsame wissenschaftliche Publikationen mit den beteiligten Partnern angestrebt“, so Peuker. Die Partner sichern auf diese Weise die Nachnutzung der generierten Bilddaten zu den wissenschaftlichen Fragestellungen in einer offenen Datenbank beispielsweise des sächsischen Forschungsdatenmanagements SaxFDM. „So bleiben die Daten langfristig zugänglich und können von der wissenschaftlichen Community weiter genutzt werden. Besonders im Kontext datengetriebener Methoden und Künstlicher Intelligenz sind solche Datensätze wertvoll, da sie auch für zukünftige Analysen und neue Forschungsfragen genutzt werden können. “
Beim EXCITE-Netzwerktreffen vom 17. bis 19. März 2026 kommen die Projektbeteiligten sowie Nutzende an der TU Bergakademie Freiberg zusammen.
