Freie Radikale und Hochleistungslaser

Tim untersucht das Verhalten hochreaktiver Teilchen, dazu zählen freie Radikale. Die sind für ihre schädigende Wirkung, etwa beim Hautkrebs, wohlbekannt. Chemische Prozesse haben immer mit der Umverteilung von Ladungen und der Neuordnung von Kernen zu tun. An dieser Stelle kommt der Laser ins Spiel, denn auch Licht kann im Extremfall Elektronen von Molekülen trennen und so freie Radikale erzeugen. Vor allem der sehr potente ultraviolette Anteil ist dabei interessant für Tim.

 Wichtigstes Hilfsmittel für Tims Forschung ist der Hochleistungslaser im Keller des Instituts. Ganze sechs Watt Lichtleistung bietet das Gerät. Zum Vergleich: Ein Laserpointer darf in Deutschland eine Ausgangsleistung von einem Milliwatt nicht überschreiten. Außerdem liefert der Laser extrem kurze Lichtimpulse, die nur wenige Femtosekunden dauern. Man beachte: In einer Sekunde legt Licht etwa die Distanz zum Mond zurück. In einer Femtosekunde schafft es das Licht gerade einmal, ein Bakterium zu durchqueren.

Für sein Experiment drosselt Tim zunächst ein wenig die Leistung des Lasers. Den Laserstrahl manipuliert er dann so, dass er mit UV-Licht auf seine Probe schießen kann. Nach der Trennung von Elektronen und Molekülen bettet die Flüssigkeit das Elektron in sich ein. So erzeugt Tim gelöste Elektronen. Mit einem zweiten Strahl kann er das Schicksal der Elektronen in der Flüssigkeit untersuchen: räumlich, wie zeitlich.

Noch ist Tims Arbeit Grundlagenforschung, doch die möglichen Einsatzgebiete sind äußerst vielfältig. Die Medizin könnte von neuen Erkenntnissen zu freien Radikalen profitieren, schließlich spielen sie nicht nur bei der Entstehung von Krebserkrankungen eine große Rolle, sondern werden beispielsweise auch mit Alzheimer in Verbindung gebracht. Ähnliches gilt für die Ernährungswissenschaften. Antioxidantien, also Stoffe, die wir mit der Nahrung aufnehmen, schützen unseren Körper gegen freie Radikale. Ernährungstipps könnten so auf den Prüfstand gestellt werden. Doch obwohl freie Radikale solch einen schlechten Ruf haben, können sie auch von großem Wert sein: Chemiker und Pharmazeuten können beispielsweise die Reaktionsfreudigkeit von freien Radikalen für die Entwicklung neuer vielseitiger Materialien und wirksameren Medikamenten nutzen.

Das alles ist noch ferne Zukunftsmusik. Für Tim steht zunächst seine Doktorarbeit im Vordergrund. Und die schreibt sich auch mit Hochleistungslaser leider nicht von alleine.