Nachwuchswissenschaftler des HZG macht Forschungsaufenthalt an der Universität Aveiro, Portugal

Photo: HZG/Zahid M. Mir

Projektzusammenfassung

Die chloridbedingte Korrosion von Stahl im Beton ist ein schwerwiegendes Problem für die Infrastruktur weltweit. Chloridionen aus der Umgebung durchlaufen die Betonmatrix, erreichen die Bewehrungstiefe und verursachen eine "Depassivierung" des Betonstahls, wodurch Korrosion ausgelöst wird. Innovative Mechaniken, die das Eindringen von Chloridionen in Beton verlangsamen können, können die Zeit bis zur Korrosionseinleitung und damit die Lebensdauer von Betonbauteilen erhöhen. Der Zweck des Forschungsaustauschs mit der Universität Aveiro in Portugal war es, den Zusatz von neuartigen chlorideinschließenden Nanobehältern (geschichtete Doppelhydroxide) im Beton zu untersuchen.

Schicht-Doppelhydroxide (LDH) entstehen durch die Co-Präzipitation von Bimetallhydroxiden mit einer molekularen Anordnung von positiv geladenen Brucitschichten und negativ geladenen Anionen zwischen den Schichten. LDH besitzen die bemerkenswerte Eigenschaft, negativ geladene Anionen aus ihrer Umgebung einzufangen, indem sie ein weiteres negativ geladenes Anion aus seiner Intra-Galerie freisetzen. Somit können selektive Ionen aus der Umgebung vom LDH abgefangen werden und dieser Prozess wird als "Ionenaustausch" bezeichnet. Aufgrund dieser Ioneneinfang-Eigenschaften hat LDH ein breites Anwendungsspektrum gefunden, das von der passgenauen Wirkstoffabgabe bis zum Korrosionsschutz von Flugzeugkomponenten reicht. Ich plane, eine bestimmte Klasse von LDH zu verwenden und sie auf die Verwendung als Zementzusatzstoff zuzuschneiden. Ziel ist es, Cl-Ionen aus der Betonporenlösung einzufangen und durch ein korrosionshemmendes Molekül als "doppelter Selbstschutz" zu ersetzen. Dies würde die Lebensdauer des Bauteils erheblich verlängern. Der Zweck meines Forschungsaustauschs mit der Universität Aveiro war es, experimentelle Untersuchungen zur Synthese, Stabilität, Austauschkinetik und Kompatibilität von LDH mit kalziumreicher Zementmatrix durchzuführen.

Mein Forschungsaufenthalt wurde durch einen Forschungszuschuss aus dem COST-Programm "SARCOS - Self As Preventive Repair of COncrete Structures" der Europäischen Union finanziert. (Förderungsnummer CA15202). Ich ermutige alle Doktoranden nachdrücklich auf, die COST-Initiative zu nutzen, um ein Austauschstipendium zu beantragen.

Mein Forschungsbesuch an der Universität Aveiro war eine fantastische Gelegenheit, neue Techniken zu erlernen und anspruchsvolle Experimente im Einklang mit meiner Forschungsarbeit durchzuführen. Ich habe mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern nicht nur aus meinem Bereich, sondern auch aus anderen Bereichen interagiert, die immer wieder neuen Denkanstösse für meine Arbeit gaben. Neben der Arbeit konnte ich die portugiesische Kultur intensiv kennenlernen. Portugal ist ein sehr reiches Land in Bezug auf Kultur, Kunst, Natur (vor allem die weißen Sandstrände) und Essen. Ich hatte eine tiefere Erfahrung mit der portugiesischen Küche mit meinen portugiesischen Freunden, die die richtigen lokalen Orte zum Essen kannten. Ich verfeinerte meine Portugiesischkenntnisse weiter und am Ende meines zweimonatigen Besuchs konnte ich viel Portugiesisch verstehen, genug, um ein kleines Gespräch zu führen. Meine Laborkollegen waren sehr freundlich und sorgten dafür, dass ich mich vom ersten Tag an zu Hause fühlte. Wir spielten regelmäßig Fußball und ich nahm auch am Weihnachtschor teil. Die Zeit verging schnell :)

Ein paar Tipps für Studierende, die einen Forschungsaufenthalt im Ausland planen:

1. Plane eine realistische Anzahl von Experimenten, die der Dauer Ihres Besuchs entsprechen. Sei optimistisch und realistisch! Versuche nicht, mit einem einzigen Forschungsaufenthalt alles zu erreichen.

2. Plane Deine Experimente einen Monat vor der Abreise gründlich. Vereinbare ein paar Skype-Meetings mit Deiner oder Deinem Vorgesetzten im Gastland. Mache eine mentale Skizze der Veröffentlichung / Schlussfolgerung / Zahlen und Grafiken, die Du am Ende Deines Forschungsaufenthaltes haben möchtest. Plane entsprechend.

3. Mache einen detaillierten Tagesablauf für Deine Experimente, markiere das Instrument, das Du dafür benötigst, und bespreche dessen Verfügbarkeit vorab mit Deiner Gastgeberin oder Deinem Gastgeber. Wenn Du etwas Neues lernen willst, frage nach den benötigten Instrumenten/Materialien und deren Verfügbarkeit. Dadurch sparst Du nach der Ankunft im neuen Labor viel Zeit.

4. Lasse einige Lücken im Zeitplan für unvorhergesehene/ unterstützende Experimente.

5. Sei flexibel, um Deine normale Arbeitsroutine zu ändern. Je nachdem, welches Land Du besuchst, kann die Arbeitsethik sehr anders sein. Wenn Du ein Frühaufsteher bist, findest Du Dein neues Labor morgens vielleicht in der neuen Universität geschlossen vor. Dies war bei mir so, da mein spezielles Labor in Portugal erst um 10:00 Uhr (oder bereits um 10:00 Uhr) geöffnet hat. Sei flexibel - die Produktivität wird folgen.

6. Verarbeite Deine Daten so schnell wie möglich. Machen es Dir zur täglichen Gewohnheit, Deine Daten am Ende des Tages zu analysieren, damit Du am nächsten Tag ein kurzes Gespräch mit Deiner Gastgeberin oder Deinem Gastgeber führen können. Denke daran, dass Du eine begrenzte Zeit in dem neuen Labor hast und Deine Gastgeberin oder Dein Gastgeber nach dem Austauschbesuch nicht mehr da sein wird. Dies kann helfen, mögliche Haupt- und Schlussfolgerungen in Deiner Arbeit vorherzusehen. In solchen Gesprächen können auch unterstützende Experimente zu einem bestimmten Ergebnis geplant werden.

7. Abgesehen von Deinem eigenen Labor, versuche, Dich mit Wissenschaftlern aus anderen Labors zu vernetzen. Du kannst mit einem anderen Einblick in ein Thema beitragen und es wird auch einen Weg für weitere Kooperationen in der Zukunft ebnen.

8. Dein Forschungsaufenthalt ist ein gegenseitiger Nutzen für Dich und Deine Vorgesetzte oder Dein Vorgesetzter. Versuche, eine starke Zusammenarbeit mit Deinem neuen Labor aufzubauen und plane gemeinsame Forschungsprojekte für die Zukunft. Vielleicht ist sie oder er so freundlich, Dir am Ende ein Empfehlungsschreiben zu geben :)

9. Neben der Generierung großer Datenmengen werden auch viele schöne Erinnerungen den Weg zu Dir finden. Mache am Ende Deines Besuchs ein schönes Bild mit allen Labormitgliedern.

*Autorendetails: Abteilung Korrosion und Oberflächentechnik (WZK), Helmholtz-Zentrum Geesthacht (zahid.mir@hzg.de)