Neues Hightech-Gerät stärkt Spitzenforschung an der Universität Bayreuth

Ein Röntgen-Computermikrotomograph funktioniert ähnlich wie ein medizinischer CT-Scanner, jedoch mit deutlich höherer Detailgenauigkeit. Dabei arbeitet er völlig störungsfrei und in beeindruckender dreidimensionaler Auflösung. Selbst feinste Strukturen im Mikrometerbereich werden sichtbar – von winzigen Poren im Boden bis hin zu filigranen Gewebestrukturen in Organismen. Forschende können so nicht nur „hineinschauen“, sondern komplexe Prozesse im Inneren von Proben erstmals unter realistischen Bedingungen analysieren.

„Gerade in der Bodenforschung stellt dies einen entscheidenden Fortschritt dar“, sagt Dr. Frederic Leuther von der Professur für Bodenphysik. Böden sind undurchsichtig und für viele Untersuchungen musste bislang die vorhandene Bodenstruktur zerstört werden. Mit dem µCT lassen sich nun intakte Bodenproben komplett dreidimensional abbilden. Dadurch können zentrale Prozesse wie Wasseraufnahme, Wasserbewegung oder Nährstofftransport in ihrer natürlichen Umgebung und mit Erhaltung der Bodenstruktur untersucht werden. Auch für die Forschung im SFB 1357 Mikroplastik der Universität Bayreuth kann so das Gerät genutzt werden, um noch realistischere Forschungsansätze zu adressieren. In Kombination mit bestehender Messtechnik eröffnen sich somit auch neue Möglichkeiten für realistische 3D-Simulationen von Transportprozessen im Boden – ein wichtiger Schritt, um nachhaltige Landnutzung und den Umgang mit Wasserressourcen, oder den Transport von Mikroplastik im Boden besser zu verstehen.

Auch in der biologischen Forschung schafft das Gerät völlig neue Perspektiven. Von der Veränderung von Organismen unter unterschiedlichsten Stressbedingungen bis zu den Auswirkungen des Klimawandels auf Tierarten: Mit dem µCT lassen sich innere und äußere Körperstrukturen zerstörungsfrei, schnell und hochauflösend in 3D darstellen. Besonders spannend ist dies etwa für die Untersuchung von Larvenstadien oder der Veränderung von schützenden Strukturen wie Schalen und Exoskeletten. Auch Eigenschaften wie Porosität oder Materialdichte können so präzise vermessen werden – entscheidend, um die Anpassung von Lebewesen an sich verändernde Umweltbedingungen besser zu verstehen. Gleichzeitig ermöglicht das neue µCT auch bahnbrechende Einblicke in die inneren Strukturen von neuen Materialien, die an der Universität Bayreuth entwickelt werden und aufgrund der µCT Daten verbessert werden können.

Die Bedeutung dieses neuen Instruments zeigt sich auch in der breiten Unterstützung auf dem Bayreuther Campus: Insgesamt dreizehn Lehrstühle, die Sonderforschungsbereiche „Mikroplastik“ (SFB 1357) und „MultiTrans“ (SFB 1585) sowie das Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER) haben den Großgeräteantrag unterstützt. Das Gerät konnte so mit Mitteln der Universität Bayreuth, des SFB Mikroplastik und der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) finanziert werden.

Mit dem µCT entsteht damit eine zentrale Forschungsinfrastruktur, die Disziplinen verbindet – von den Umwelt- und Lebenswissenschaften bis hin zu Materialforschung und Ingenieurwissenschaften. Gleichzeitig stärkt die neue Technologie die internationale Sichtbarkeit der Universität Bayreuth und eröffnet zahlreiche neue Kooperationsmöglichkeiten weltweit.

Die Beschaffung des µCT-Systems sowie die Umsetzung des Projekts erfolgten in Zusammenarbeit mit der PHI GmbH , dem deutschen Vertriebs- und Servicepartner von RX Solutions. Die Zusammenarbeit umfasste die technische Beratung, die Projektabstimmung und die Installation der Anlage sowie der zukünftige technische Support. Der Einbau des rund fünf Tonnen schweren und etwa kleiderschrankgroßen Forschungsgeräts stellte dabei eine besondere logistische Herausforderung dar: Das System wurde per Kran in das temporär geöffnete Gebäude eingebracht. Die spektakuläre Aktion sorgte auf dem Campus für großes Interesse und ließ zahlreiche Beobachterinnen und Beobachter staunend verfolgen, wie das neue Großgerät seinen Weg in die Labore fand.

Ein besonderer Aspekt unterstreicht zudem die internationale Verbundenheit des Projekts: Der Hersteller des Geräts, die Firma RX Solutions, hat ihren Sitz in Chavanod bei Annecy (Frankreich) – jener Region also, aus der Bayreuths Partnerstadt stammt. Passend dazu feiern Annecy und Bayreuth in diesem Sommer das 60-jährige Jubiläum ihrer Städtepartnerschaft.