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Den kleinsten Dingen auf der Spur – seit 25 Jahren

Das USTEM, die Serviceeinrichtung für Transmissionen-Elektronenmikroskopie an der TU Wien, feiert 25. Geburtstag. Ein Blick auf eine Erfolgsgeschichte.

Forscher steht neben einem Elektronenmikroskop

© Klaus Ranger

Spitzenforschung braucht Spitzengeräte – und die kann nicht jedes Institut alleine bereitstellen. An der TU Wien gibt es daher das USTEM, die universitäre Serviceeinrichtung für Transmissionen-Elektronenmikroskopie. Dort bekommen Forschungsteams aus unterschiedlichen Fakultäten und Fachbereichen Unterstützung, wenn es darum geht, winzige Strukturen zu analysieren, neue Materialien zu untersuchen, den Geheimnissen der Materie auf Nanoskala auf die Spur zu kommen.

„Das USTEM ist eine tolle Erfolgsgeschichte“, sagt Prof. Johannes Bernardi, der die Einrichtung seit 2006 leitet. „Wir sind im Lauf der Zeit deutlich gewachsen, das Team besteht mittlerweile aus elf permanent angestellten Personen. Unsere technische Ausstattung ist erstklassig: Wir haben eine ganze Reihe unterschiedlicher Geräte zur Verfügung und bauen unser Angebot auch in diesem Jahr weiter aus.“

„Elektronenmikroskopie ist heute in ganz unterschiedlichen Forschungsbereichen unverzichtbar. Das USTEM nimmt daher eine wichtige Unterstützungsfunktion für die wissenschaftliche Arbeit der TU Wien ein und macht viele erstklassige Forschungsprojekte erst möglich“, sagt Prof. Peter Ertl, Vizerektor für Forschung, Innovation und Internationales an der TU Wien.

Lange Tradition

Elektronenmikroskopie an der TU Wien hat eine lange Tradition – sie begann schon lange vor der Gründung des USTEM. Schon im Jahr 1942 wurde das erste Transmissionselektronenmikroskop (TEM) installiert. Das war damals sensationell: Erst 1939 war das erste TEM überhaupt von der Firma Siemens und Halske ausgeliefert worden. Das Gerät der TU Wien (damals noch: technische Hochschule) hatte die Seriennummer 25.

Dabei blieb es freilich nicht: Immer wieder wurden leistungsfähigere Geräte angeschafft, um den wachsenden Aufgaben gerecht zu werden. An der TU Wien wurden TEMs im Bereich der Bio-Wissenschaften und für Physik/Materialwissenschaften eingesetzt.

Forscher am Tisch sitzend, hinter einem Elektronenmikroskop

© Klaus Ranger

Prof. Peter Schattschneider

High-Tech für alle: Die Gründung von USTEM

In den späten 1990er Jahren schließlich entstand die Idee, einen gemeinsamen, fächerübergreifenden Mikroskopie-Pool an der TU Wien einzurichten. Von Anfang an sollte dieser Gerätepool von einem eigenen Team betreut werden. Dieses Team sollte nicht nur TU-interne Forschungsgruppen durch neue leistungsfähige Geräte unterstützen, sondern auch für Kooperationen mit anderen Forschungsinstitutionen zur Verfügung stehen. Vorangetrieben wurden diesen Bemühungen von Peter Schattschneider (Physik) und Herbert Stachelberger (Chemie), unterstützt wurden sie vom damaligen Rektor Peter Skalicky.

Nach Verhandlungen mit dem Forschungsministerium erfolgte 1999 die Genehmigung, im Jänner 2000, also vor genau 25 Jahren, konnte USTEM dann tatsächlich starten – damals mit zwei TEM-Geräten, unter der Leitung von Prof. Peter Schattschneider.

„Der Plan ging auf, das USTEM etablierte sich immer mehr und wurde von Forschungsgruppen der TU Wien und externen Partnern intensiv genutzt“, erzählt Johannes Bernardi. „Neue Geräte kamen dazu – sowohl neue Transmissionselektronenmikroskope, ein Rasterelektronenmikroskop, moderne Focused Ion Beam Geräte als auch modernste Anlagen zur Präparation der Proben.“

Optimaler Platz für die Forschung

Lange Zeit war die Heimat des USTEM der achte Stock im Freihaus an der Wiedner Hauptstraße. Doch durch das stetige Wachstum der Einrichtung wurde auch immer wieder über neue Standorte nachgedacht. „Eigentlich hätte das USTEM im neugebauten Lehartrakt am Campus Getreidemarkt einziehen sollen“, sagt Johannes Bernardi. „Doch in Lauf der Jahre stiegen die Ansprüche und die Anforderungen an die Geräte, sodass sich bald herausstellte, dass man doch einen anderen Ort brauchen wird.“

Inzwischen ist diese Frage geklärt: Das USTEM soll noch in diesem Jahr in den Wiener Prater übersiedeln, in den eigens gebauten Neubau am Areal des Atominstitutes mit optimierten Labors für die empfindlichen Geräte.

Die Zukunft: Noch mehr Qualität

Die Bilanz des USTEM kann sich jedenfalls sehen lassen: Rund hundert Forschungsprojekte werden jedes Jahr am USTEM durchgeführt, bei rund 30% davon ist das USTEM-Team auch direkt als Forschungspartner beteiligt. Seit 2014 produzierte das USTEM-Team 329 Publikationen und 431 Konferenzbeiträge – dabei sind jene Publikationen, die ohne Mitwirkung des Teams, aber mit Verwendung der USTEM-Geräte entstanden, noch gar nicht mitgezählt.

Wichtig ist auch die Rolle, die das USTEM in der Lehre spielt: Studierende haben die Chance, mit Transmissions- und Rasterelektronenmikroskopen umgehen zu lernen und selbstständig an High-End-Geräten zu forschen. Mehr als 1000 Studierende wurden in den letzten zehn Jahren am Raster- bzw. Transmissionselektronenmikroskop eingeschult.

Die Weiterentwicklung des USTEM kommt auch in Zukunft nicht zum Stillstand: „Wir freuen uns sehr, dass wir speziell heuer in unserem Jubiläumsjahr neue High-End-Geräte in Betrieb nehmen können, eine Plasma-FIB, ein einzigartiges zeitaufgelöstes TEM, das von der Gruppe von Philipp Haslinger für spannende Quantenexperimente genutzt wird, sowie ein doppelt linsenfehlerkorrigiertes analytisches state-of-the-art TEM“, sagt Johannes Bernardi. „Damit wird das USTEM zu einem der Spitzen-Zentren in Europa auf dem Gebiet der Elektronenmikroskopie, mit modernsten Geräten und einem Top-Team.“

https://www.tuwien.at/forschung/facilities/ustem

Rückfragehinweis

Prof. Johannes Bernardi
Universitäre Serviceeinrichtung für Transmissions-Elektronenmikroskopie
Technische Universität Wien
+43 1 58801 45210
johannes.bernardi@tuwien.ac.at