Der Heinz Maier-Leibnitz-Preis gilt als die wichtigste Auszeichnung in Deutschland für Forschende in der Aufbauphase ihrer Karriere. Wie die Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) letzte Woche bekanntgab, zählt Juniorprofessorin Dr.-Ing Clarissa Schönecker, die das Fachgebiet für Mikrofluidmechanik an der RPTU leitet, dieses Jahr zu den auserwählten Preisträgerinnen und Preisträgern. Auf sich aufmerksam gemacht hat die Ingenieurin mit ihrer Forschungsexpertise zur Strömungsmechanik in miniaturisierten Systemen. Der Preis, der Mitte Oktober offiziell verliehen wird, ist erstmals mit 200.000 Euro dotiert.
Der Heinz Maier-Leibnitz-Preis soll Nachwuchsforschende, die noch keine unbefristete Professur innehaben, darin unterstützen, ihre wissenschaftliche Laufbahn weiterzuverfolgen, so kommuniziert es die DFG. Gewürdigt wird dabei insbesondere, ob die Nachwuchsforschenden im Anschluss an ihre Doktorarbeit bereits ein eigenständiges wissenschaftliches Profil entwickelt haben und mit ihren Forschungsergebnissen die Fachcommunity bereichern.
Clarissa Schönecker hat sich mit wegweisender Grundlagenforschung zur Strömungsmechanik in miniaturisierten Systemen Anerkennung verschafft. Die Ingenieurin untersucht, wie Strömungen in der Nähe von Oberflächen funktionieren und was in dieser Kontaktzone passiert – mit dem Ziel, Prozesse effizienter, etwa weniger energieaufwändig, zu machen. Dabei unterliegen miniaturisierte System besonderen physikalischen Gesetzen. Ein Beispiel: Je kleiner eine Rohrleitung ist, desto größer ist die Oberfläche im Verhältnis zum Innenraum. Dadurch wirken sich auch Oberflächeneffekte wie etwa Reibung stärker aus.
„Was meine Forschung außergewöhnlich macht: Im Zusammenspiel von Strömungen und Oberflächen spielen viele unterschiedliche Phänomene eine Rolle“, sagt die Ingenieurin. „Zuzüglich zu den eigentlichen Strömungseffekten können elektrische, elastische, optische, chemische oder auch Wärmeeffekte auftreten. Dadurch ist die Anwendungsbreite enorm.“
Ihre Forschungsarbeit erhält durch die Auszeichnung zusätzlichen Schwung. Die Universitätsleitung der RPTU freut sich mit der Wissenschaftlerin: „Der Heinz Maier-Leibnitz-Preis ist eine besondere Auszeichnung für individuelle Forschungsexzellenz, zu der ich Frau Jun.-Professorin Clarissa Schönecker ganz herzlich gratuliere. Ich bin überzeugt, dass dies ihrer wissenschaftlichen Karriere und auch ihrem vielseitigen Forschungsgebiet einen zusätzlichen Impuls verleiht“, sagt Prof. Dr. Arndt Poetzsch-Heffter, Präsident der RPTU in Kaiserslautern. Prof. Dr. Werner R. Thiel, Vizepräsident für Forschung der RPTU in Kaiserslautern und dabei zuständig für wissenschaftlich Nachwuchs, fügt hinzu: „Engagierter und erfolgreicher wissenschaftlicher Nachwuchs ist eine große Bereicherung für Forschung und Lehre an der RPTU. Deswegen finden Nachwuchsforschende bei uns eine Infrastruktur vor, die sie vom ersten Karriereschritt an unterstützt. Im TU-Nachwuchsring bieten wir etwa eine Anschubfinanzierung für Projekte oder eine Mobilitätsförderung, die die Bezuschussung von Tagungsgreisen oder Forschungsaufenthalten ermöglicht. Von beiden Förderlinien hat auch Frau Schönecker profitiert, der ich herzlich zu dieser hochdotierten Auszeichnung gratuliere.“
Antriebe in Mikrosystemen entwickeln
Ihr wissenschaftliches Profil zu schärfen, ist der Ingenieurin nicht zuletzt durch die Aufnahme in das Emmy Noether-Programm der DFG gelungen. Im daraus resultierenden Projekt untersucht die Wissenschaftlerin mit ihrem Team, ob und wie sich auf Miniaturebene mithilfe von Licht bzw. Abwärme gerichtete Bewegungen in Flüssigkeiten erzeugen lassen. Ziel der Forschungsarbeit ist es, die Grundlagen für Antriebe in Mikrosystemen zu schaffen.
In ihrer Forschung nutzen Schönecker und ihre Arbeitsgruppe unter anderem spezielle Strukturen mit sogenannten superhydrophoben (flüssigkeitsabweisenden) Oberflächen. Im Rahmen des Emmy Noether-Projektes wird eine Variante dieser Oberflächen entwickelt, welche zugeführte Wärme so verteilet, dass sich die Flüssigkeit in Bewegung setzt. Die Strömungsbewegung entsteht, indem der Temperaturgradient die Oberflächenspannung der Flüssigkeit verändert und eine Zugwirkung auftritt.
Alternativen zu Oberflächenbeschichtungen finden
Die superhydrophoben Oberflächen, die die Reibung von Strömungen mindern, standen jüngst auch im Fokus der Auszeichnung mit dem Nachhaltigkeitspreis der Gesellschaft für angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM). Die zugrundeliegenden Forschungsarbeiten hat die Ingenieurin zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus dem Fachbereich Physik der RPTU und dem Photonik-Zentrum Kaiserslautern e.V. durchgeführt.
Was die Untersuchungen zu flüssigkeitsabweisenden Oberflächen in punkto Nachhaltigkeit leisten: Schönecker und ihre Forscherkollegen haben hierfür ein neuartiges Konzept vorgelegt, das die Funktionalität dieser Oberflächen stabiler macht, so dass die reibungsmindernden, und damit energieeinsparenden, Effekte besser ausgenutzt werden können. Zusätzlich ist es damit möglich, auf ungünstige Oberflächenbeschichtungen wie z.B. PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen) zu verzichten, die im Verdacht stehen, sich negativ auf Menschen und Umwelt auszuwirken. „Insbesondere haben wir im Projekt analytische Modelle entwickelt, mit denen sich exakt beschreiben lässt, was passiert, wenn entsprechend mikrostrukturierte Oberflächen überströmt werden. Damit stehen nun leistungsstarke Werkzeuge zur Verfügung, um die Geometrie dieser Oberflächen zu bewerten, zu verstehen, sie zu optimieren und um sie energieeffizienter zu machen“, erklärt die Ingenieurin.
Zur Person
Clarissa Schönecker studierte zunächst Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der ehemaligen TU Kaiserslautern und absolvierte nachfolgend den Studiengang „Allgemeiner Maschinenbau“ an der Technische Universität Darmstadt. 2008 schloss sie ihre Promotion zum Thema „Flow Phenomena at Microstructured Surfaces“ mit Auszeichnung ab. Es folgten Forschungstätigkeiten am Center of Smart Interfaces der TU Darmstadt und am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz. Ein Postdoc-Aufenthalt an der Princeton University, USA, in 2015 und 2016 vertiefte ihre wissenschaftliche Expertise in der Strömungsmechanik. 2017 folgte die Ingenieurin dann dem Ruf an die TU Kaiserslautern, wo sie als Juniorprofessorin eigenständig das Fachgebiet für Mikrofluidmechanik (Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik) leitet und darin auch durch das Emmy Noether-Programm der DFG unterstützt wird.
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Über die RPTU
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Quelle Text/Bild:
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Kaiserslautern, 04.07.2023
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