Dr. Ingo Lieberwirth

Die Arbeitsgruppe Elektronenmikroskopie ist ein integraler Bestandteil der wissenschaftlichen Infrastruktur des MPI-P. Unsere Aufgabe ist es, die Synthese polymerer Werkstoffe und maßgeschneiderter Materialien mit unseren elektronenmikroskopischen Charakterisierungsmethoden zu unterstützen. Hierfür bieten wir einen entsprechend vielseitigen Gerätepark und auch die entsprechende Expertise bei der Planung, Durchführung und Auswertung der mikroskopischen Messungen. Hierbei fokussieren wir uns auf die Untersuchung von organischen und anorganischen Nanopartikeln, Kunststoffen und anderen, strahlempfindlichen weichen Materialien, biologische Systeme wie Zellen oder Geweben sowie jegliche Kombination dieser Materialien.
Der Gerätepark der EM-Gruppe umfasst sowohl Rasterelektronenmikroskope (REM) als auch Transmissionselektronenmikroskope (TEM). Darüber hinaus umfasst der Gerätepark zahlreiche Präparationsgeräte für die Herstellung optimaler Proben für die Mikroskopie.
Einer der Forschungsschwerpunkte der EM-Gruppe am MPI-P ist die Entwicklung einer korrelativen Methode, um Informationen aus der Licht- und der Elektronenmikroskopie miteinander zu vereinen. Dieses Forschungsvorhaben wird im Rahmen des Sonderforschungbereichs 1066 - „Nanodimensionale polymere Therapeutika für die Tumortherapie“ gefördert. Hierbei wird untersucht, wie polymere Nanoteilchen mit lebenden Zellen wechselwirken. Hierfür werden die lebenden Zellen mit den entsprechenden, nanoskaligen Wirkstoffträgersystemen inkubiert um sie dann mittels Hochdruckgefrieren (HPF) zu fixieren und schließlich für die elektronenmikroskopische Untersuchung zu präparieren.
Ein weiteres Forschungsthema, das in der Arbeitsgruppe bearbeitet wird, ist die Kristallisation von Polymeren, die eine präzise, äquidistante Verteilung von Defekten in der Kette aufweisen. Durch die erhöhte Defekt-Konzentration im Polymerkristall erhöht sich dessen Strahlempfindlichkeit. Darüber hinaus liegt die laterale Größe der Kristalle im Bereich < 500 nm, weshalb diese unzugänglich für Röntgenstrukturuntersuchungen sind. In der EM Gruppe haben wir uns deshalb darauf spezialisiert, strahlempfindliche Kristalle zu untersuchen, um Informationen über deren Kristallstruktur zu extrahieren.
Im Laufe der letzten Jahre haben wir in der EM-Gruppe am MPI-P eine Vielzahl von unterschiedlichsten Nanopartikeln, mit dem Schwerpunkt auf weichen Materialien, untersucht. Die Minimierung von Präparationsartefakten bei der Darstellung der Partikel ist dabei eines unserer Hauptanliegen. Üblicherweise wird dafür Cryo-TEM eingesetzt, da bei dieser Methode mit der geringsten Artefaktbildung zu rechnen ist. Allerdings ist Cryo-TEM eine zeitaufwändige Präparationsmethode und daher nicht für einen hohen Durchsatz geeignet, vor allem, da für jedes neue Nanoteilchen die Präparationsparameter individuell ermittelt werden müssen. Alternativ haben wir Strategien entwickelt, die sowohl die Trocknungsartefakte bei der Präparation reduzieren und die gleichzeitig aufgrund der einfachen und schnellen Präparationsmethode einen hohen Probendurchsatz erlauben.

Imaging of polymeric nanoparticles: Hard challenge for soft objects, Renz, P., Kokkinopoulou, M., Landfester, K. and Lieberwirth, I., Macromol. Chem. Phys., 2016, 217, 1873 DOI: 10.1002/macp.201670054

Morphology and Thermal Properties of Precision Polymers: The Crystallization of Butyl Branched Polyethylene and Polyphosphoesters, Yi-Ran Zheng, Hisachi Tien Tee, Yujin Wei, Xi-Lin Wu, Markus Mezger, Shouke Yan, Katharina Landfester, Ken Wagener, Frederik R. Wurm, and Ingo Lieberwirth, Macromolecules, 2016, 49(4), 1321–1330 DOI: 10.1021/acs.macromol.5b02581

Elimination of charge carrier trapping in diluted semiconductors, D. Abbaszadeh, A. Kunz, G.-J. A. H. Wetzelaer, J. J. Michels, N. I. Craciun, K. Koynov, I. Lieberwirth, P. W. M. Blom, Nature Materials, 2016, 15(6), 628-633 DOI: 10.1038/nmat4626

Flexible Minerals: Self-Assembled Calcite Spicules with Extreme Bending Strength, F. Natalio, T. P. Corrales, M. Panthoefer, D. Schollmeyer, I. Lieberwirth, W. E. G. Mueller, M. Kappl, H.-J. Butt, W. Tremel, Science, 2013, 339, 1298-1302 DOI: 10.1126/science.1216260