Pioniere der Materialforschung

Francesca Santoro: Bauteile für den menschlichen Körper 

Schon früh in ihrer wissenschaftlichen Laufbahn hat Francesca Santoro ein überaus faszinierendes Thema gefunden: Sie arbeitet an bioelektronischen Materialien und erforscht, wie diese mit dem menschlichen Körper zusammenwirken. In ihrem Heimatland Italien entwickelte Santoro Mikropflaster, mit denen verletzte Hautzellen elektrisch stimuliert werden, um die Heilung von geschädigtem Gewebe zu verbessern.  

Diesen Ansatz hat Santoro auch nach ihrem Wechsel an das Forschungszentrum Jülich in Deutschland weiterfolgt. Dort gelang einem Team unter ihrer Leitung die Entwicklung eines neuartigen Mikrochips. Er basiert auf leitenden Polymeren und lichtempfindlichen Molekülen, mit denen sich die Netzhaut und ihre Sehbahnen nachahmen lassen. „Das Schöne an den Mikrochips ist, dass sie über sogenannte tiefe neuronale Netzwerke verfügen, die lernfähig sind: Anfangs müssen wir ihnen noch erklären, was sie zu tun haben, aber je länger sie mit den menschlichen Nervenzellen ‚zusammenarbeiten‘, desto besser fügen sie sich ein“, sagt Santoro. Das mache Hoffnung, dass sich Netzhaut-Implantate künftig zum Wohl der Patienten noch besser mit dem menschlichen Körper verbinden lassen. 

Stuart Parkin: Magnete für den digitalen Datentransfer 

Als er noch in der Industrie arbeitete, legte der Brite Stuart Parkin die Basis für einen revolutionären Durchbruch. „Als ich das zum ersten Mal vorschlug, sagte man mir, das sei unmöglich“, erinnert sich Parkin. Seine Forschung zu dünnen magnetischen Schichten machte es jedoch möglich, dass Daten auch aus sehr dicht gepackten Speichermaterialien zuverlässig ausgelesen werden können. Die Datendichte auf Festplatten konnte somit um das 1.000-fache erhöht werden – ein wesentlicher Grundstein für Big-Data-Anwendungen. Im Alltag hat Parkins Arbeit dazu beigetragen, dass sich heute Filme und Bilder problemlos über soziale Netzwerke oder Computer-Clouds austauschen lassen.  

Auch am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik im ostdeutschen Halle, an dem Parkin seit 2014 als Direktor arbeitet, treibt er die Materialforschung für neue Höchstleistungen in der Datennutzung voran. Sein „Racetrack-Konzept“ könnte es ermöglichen, Daten aus Festplatten nicht nur in großer Menge, sondern auch deutlich schneller als bisher auszulesen. Dabei nutzt Parkin wieder die besonderen Eigenschaften von Magneten und lässt diese als Speichermedien mit Geschwindigkeiten von einigen Kilometern pro Sekunde durch einen Nanodraht rasen.