Neue Humboldt-Stipendiaten an der TF: Von Prothesen und Strömungen
Die FAU genießt international einen hervorragenden Ruf. Beweis für diese Reputation sind nicht zuletzt die vielen international renommierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die sich die FAU als Gastuniversität aussuchen, um zusammen mit FAU-Kollegen im Rahmen eines Stipendiums oder Forschungspreises der Alexander-von-Humboldt-Stiftung zu forschen.
Innovative Beschichtungen für Prothesen und Implantate
Prof. Dr. Josefina Ballarre (Bild: Heinz Mahler)
Der menschliche Körper stößt medizinische Prothesen oft ab, die Implantate können sich lockern oder die Umgebung kann sich entzünden. Verändert man jedoch die Oberflächen der Prothesen, kann die Bioaktivität, also die Förderung körpereigener Regeneration, und die Befestigung am oder im Knochen verbessert werden.
Mit den Problemen bei der Herstellung und Verwendung von Prothesen setzt sich die Materialwissenschaftlerin Prof. Dr. Josefina Ballare auseinander und sucht nach Lösungswegen. Sie beschäftigt sich vor allem mit zwei Vorgehensweisen: Dem Beschichten von Prothesen mit Hilfe von anodischer Oxidation, bei der Stoffe mit Hilfe von Strom oxidieren, oder mit einem Kieselgel. In dem Gel können bioaktive Partikel hinzugefügt werden, welche die Befestigung am Knochen verbessern. Am Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Biomaterialien) der FAU erarbeitet Prof. Dr. Ballarre eine Methode, wie das Kieselgel leichter und kostengünstiger aufgetragen werden kann: und zwar mit einer Airbrush-Pistole. Das ermöglicht das Beschichten von komplexen Formen, wie sie zum Beispiel bei orthopädischen Knochenschrauben vorliegen. Zudem hat sie eine Ummantelung entwickelt, die dank enthaltener Glas- und Nanopartikel sowie Antibiotika Infektionen abwendet. Diese günstige und sichere Methode kann von lokalen Prothesenherstellern genutzt werden und so Kosten und Infektionen durch preisgünstige Implantate einsparen.
Seit Mai 2018 ist Prof. Dr. Ballarre als Humboldt-Stipendiatin am Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Biomaterialien), der von Prof. Dr. Aldo Boccaccini geleitet wird. 2003 hat die gebürtige Argentinierin ihren Master in Materialwissenschaft an der National University of Mar del Plata absolviert und 2009 dort promoviert. Sie ist am National Scientific and Technical Research Council Argentina, am National Institute of Materials Science and Technology in Mar del Plata und an der National University of Mar del Plata tätig.
Koppeln und Entkoppeln von Strömungen
Grundwasserströmungen, industrielle Filter und Erdölgewinnung. Bei all diesen komplexen Prozessen wird Simulationstechnik gebraucht. Denn hier werden ein freier Fluidstrom und eine Strömung in einem porösen Medium gekoppelt. Um diese Strömungen simulieren zu können und die gekoppelten Systeme zu lösen, müssen Mathematiker und Informatiker ans Werk.
Am Lehrstuhl für Systemsimulation der FAU, geleitet von Prof. Dr. Ulrich Rüde, untersucht Dr. Xiaoming He eine neue Technik zur mathematischen Modellierung, die Phasenfeldmodellierung, für gekoppelte mehrphasige Fluidströme. Er und seine Kollegen wollen zwei Arten von numerischen Methoden entwickeln, vergleichen und anwenden, um die zugrundeliegenden Gleichungen zu lösen. Er ist hierbei vor allem für die mathematische Modellierung und die Entwicklung der numerischen Algorithmen verantwortlich.
Von März bis August 2018 vertieft Dr. He seine Forschung am Lehrstuhl für Systemsimulation der FAU. Er stammt aus China, wo er von 1998 bis 2005 einen Bachelor und einen Master in Computermathematik an der Sichuan University absolvierte. Von 2005 bis 2007 war er Masterstudent in Mathematik an der Virginia Tech, wo er 2009 auch promoviert wurde. Zudem war Dr. He von 2009 bis 2010 Postdoktorand am Department of Scientific Computing der Florida State University und ist seit 2010 Privatdozent am Department of Mathematics and Statistics an der Missouri University of Science and Technology. Des Weiteren wurde er zum Associate Professor des Department of Mathematics & Statistics der Missouri University of Science & Technology befördert. Außerdem ist Dr. He Gründungspräsident der SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics) Central States Section. Die SIAM Central States Section wurde 2014 gebildet und vereint Mitglieder aus den Staaten Arkansas, Colorado, Iowa, Kansas, Mississippi, Missouri, Nebraska und Oklahoma. Ziel der Section ist es unter anderem, die Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Grundlagenforschung sowie die Anwendung der Mathematik in der Industrie und den Wissenschaften voranzutreiben.
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