Helmholtz High Impact Award
Die Helmholtz-Gemeinschaft hat gemeinsam mit dem Stifterverband im Jahr 2024 zum zweiten Mal den mit 50.000 Euro dotierten Preis vergeben. Mit ihm werden kreative und innovative Lösungen ausgezeichnet, die eine große Herausforderung aus Wissenschaft, Wirtschaft oder Gesellschaft adressieren.
Bei dem Wissenschaftspreis geht es insbesondere darum, neue Ansätze auszuzeichnen, die das Potenzial besitzen, als "Game changer" in einem relevanten Problemfeld zu wirken. Ausgezeichnet werden Vorhaben, die über ein Alleinstellungsmerkmal in der Wissenschaftslandschaft verfügen.
Der Preis betont die besondere Bedeutung interdisziplinärer Zusammenarbeit, die in Grenzgebieten zwischen verschiedenen Bereichen der naturwissenschaftlich-technischen sowie medizinisch-biologischen Forschung erzielt wurde, und orientiert sich dabei an den sechs Forschungsbereichen der Helmholtz-Gemeinschaft.
Ausgezeichnet wird ein Team von mindestens zwei Personen interdisziplinär, von denen wenigstens ein maßgebliches Mitglied zum Zeitpunkt der Bewerbung einem Helmholtz-Zentrum/Helmholtz-Institut angehört. Als Zielgruppe sind verstärkt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler prädestiniert, deren Promotion sechs bis 15 Jahre zurückliegt und die sich bereits ein eigenes Profil erarbeitet haben.
Ausschlaggebend für die Preiswürdigkeit ist ein durch herausragende Projektaktivitäten und/oder originelle Produkte wie Publikationen, Artefakte, Prototypen und Patente dokumentiertes Vorhaben der Gruppe, das wegweisenden Charakter hat, indem es neue Zugänge für Wissenschaft oder Anwendung eröffnet. Der neuartige Ansatz sollte geeignet sein, das geltende Verständnis im jeweiligen Themenfeld oder herkömmliche Methoden und Praktiken dauerhaft abzulösen. Die Vergabe wird von einer hochkarätig besetzten Jury begleitet.
Preisträgerin und Preisträger 2024
Oliver Bruns, Nationales Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC)
Ellen Sletten, University of California, Los Angeles (UCLA)
Ellen Sletten und Oliver Bruns erhalten den Helmholtz High Impact Award für eine innovative Methode, die kurzwelliges Infrarotlicht mit speziellen fluoreszierenden Farbstoffen und modernster Kameratechnologie kombiniert. Während einer Operation könnten in Zukunft einzelne Krebszellen an Tumorrändern und in Lymphknoten erkannt werden.
"Die größte Herausforderung bei der optischen Bildgebung im Menschen ist das Durchdringen von Gewebe", sagt die Chemikerin Ellen Sletten. Die Technologie, die sie gemeinsam mit ihrem Kollegen Oliver Bruns entwickelt hat, überwindet genau dieses Problem: "Wir können jetzt Bilder erstellen, die unterschiedliche Gewebetypen anhand ihres Wassergehalts sichtbar machen. Zum Beispiel hat ein Nerv einen höheren Wassergehalt als Fettgewebe und erscheint damit schwarz", erklärt Oliver Bruns. Dieses Verfahren, bekannt als SWIR-Bildgebung, könnte in Kombination mit speziellen Fluoreszenzfarbstoffen bestimmte Gewebe und Strukturen, wie Tumore oder Blutgefäße, gezielt sichtbar machen. Derzeit entwickeln die beiden spezielle Farbstoffe, die für die klinische Anwendung als Kontrastmittel geeignet sind.
Die beiden Forschungsteams bewegen sich an der Schnittstelle von Biologie, Chemie, Ingenieurwissenschaften und Medizin, um die Therapie von Patientinnen und Patienten zu verbessern. Ihre Forschung ist am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) angesiedelt, einer gemeinsamen Einrichtung des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ), des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, der Medizinischen Fakultät der TU Dresden und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR).
Oliver Bruns leitet seit 2022 die Abteilung für Funktionelle Bildgebung in der Operativen Onkologie am NCT/UCC Dresden. Er hat eine über das DKFZ finanzierte Professur an der Medizinischen Fakultät der TU Dresden inne. Zuvor war er am Helmholtz Pioneer Campus München angestellt, wo ein großer Teil der jetzt prämierten Arbeiten entstanden ist.
Ellen Sletten ist Professorin an der University of California, Los Angeles (UCLA) und zählt zu den renommiertesten und führenden Chemikerinnen ihrer Universität. Sie ist besonders bekannt für ihre Forschung an kurzwellig infraroten Farbstoffen. Diese sind essentiell für die jetzt ausgezeichnete Bildgebungsmethode.
Eine neue medizinische Bildgebungstechnologie im kurzwelligen Infrarotbereich hat das Potenzial, operative Entfernungen von Tumoren erheblich zu erleichtern.
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"Das NCT wurde mit dem Ziel gegründet, vielversprechende Erkenntnisse aus der Krebsforschung schnell und sicher in die Anwendung zu bringen. Die Preisträgerin und der Preisträger des diesjährigen Helmholtz High Impact Award zeigen eindrucksvoll, wie nah wir diesem Ziel bereits gekommen sind“, betont Otmar Wiestler, der Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft. Ganz im Sinne des NCT, Patientinnen und Patienten frühzeitig in den Forschungsprozess einzubinden und ihnen so früh wie möglich innovative Behandlungsansätze anzubieten, bereiten Oliver Bruns und Ellen Sletten zusammen mit Ärzten derzeit klinische Studien zu ihrer neuen Bildgebungstechnologie am NCT vor.
Der Preis wurde anlässlich der Jahresversammlung der Helmholtz-Gemeinschaft am 17. September 2024 durch den Generalsekretär des Stifterverbandes, Volker Meyer-Guckel, verliehen.
Preisträgerin und Preisträger 2023
Steve Albrecht, Helmholtz-Zentrum Berlin
Antonio Abate, Helmholtz-Zentrum Berlin
Eva Unger, Helmholtz-Zentrum Berlin
Michael Saliba, Forschungszentrum Jülich
Erneuerbare Energien sind ein wichtiger Baustein für die Energiewende in Deutschland. 2022 kamen rund 44 Prozent des heimischen Stroms aus Wind, Sonne und Co. Neben der Windkraft trägt vor allem die Photovoltaik jährlich viele Gigawatt Strom bei. Ein großer Hoffnungsträger für die Zukunft sind Solarzellen bestehend aus dem Mineral Perowskit: Sie sind günstig, effizient und könnten ohne großen Aufwand hergestellt werden. Ein multidisziplinäres Team vom Helmholtz-Zentrum Berlin und Forschungszentrum Jülich erforscht und verbessert die neuartigen Halbleiter kontinuierlich, um sie in die Anwendung zu bringen und grüne Energie bereitzustellen. Für ihren Ansatz und ihre Forschungsleistung haben die Helmholtz-Gemeinschaft und der Stifterverband eine Wissenschaftlerin und drei Wissenschaftler mit dem ersten High Impact Award ausgezeichnet.
Derzeitige Solarzellen nutzen meistens Silizium, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln, können hierfür jedoch nur einen vergleichsweise geringen Teil der einfallenden Strahlung nutzen. Deutlich effizienter ist das Mineral Perowskit. Solarzellen mit einer Perowskit-Schicht können genauso viel Licht absorbieren, dabei aber bis zu 100 Mal dünner sein. Das macht sie besonders geeignet für Anwendungen auf gekrümmten Flächen, etwa als faltbare Solarzellen auf Autos oder Gebäudefassaden. Die Schichten können aus preisgünstigen Materialien hergestellt und mit wenig Energieaufwand großflächig mit industriellen Technologien gedruckt werden. Kombiniert man Silizium und Perowskit, lässt sich die Leistung sogar noch weiter steigern. Bisher stehen diese "Tandem-Solarzellen" jedoch vor einigen Herausforderungen, die ihre breite Anwendung verhindern: So sind Perowskite noch nicht stabil genug, sie reagieren empfindlich auf Feuchtigkeit oder Hitze und zerfallen schnell. Zudem enthalten sie Blei – für eine umweltverträgliche Anwendung muss ein Ersatz her.
Steve Albrecht, Antonio Abate und Eva Unger vom Helmholtz-Zentrum Berlin sowie Michael Saliba vom Forschungszentrum Jülich kombinieren ihre Expertisen in den Bereichen Elektrotechnologie, Chemie und Physik, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Mit ihrer Forschung leisten sie grundlegende, wegweisende Beiträge, um eine kommerzielle und umweltfreundliche Produktion von Perowskiten für die Photovoltaik und andere opto-elektronische Anwendungen zu ermöglichen. Mit großem Erfolg: Aktuelle Forschungsarbeiten des Teams zeigen, dass Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bisher über 30 Prozent der Sonnenenergie in Strom umwandeln können. Die gewonnenen Daten will das Team der Wissenschaftscommunity frei zur Verfügung stellen, um die Ergebnisse transparent und vergleichbar zu machen.
Für ihren Ansatz und ihre Ergebnisse erhielten die vier Forschenden nun den ersten Helmholtz High Impact Award. "Das Team um Steve Albrecht und Eva Unger demonstriert auf beeindruckende Weise die Stärke der Helmholtz-Gemeinschaft: Es verbindet verschiedene Disziplinen und arbeitet über Zentrumsgrenzen hinweg zusammen, um eine der größten Herausforderungen unserer Zeit anzugehen: die Energiewende. Mit ihrer einzigartigen Expertise und ihrer Innovationskraft schaffen es die vier Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die Spitzenforschung auf dem Gebiet der Photovoltaik entscheidend voranzubringen und zu prägen. Ich gratuliere diesem jungen internationalen Team ganz herzlich zum wohlverdienten High Impact Award“, sagt Helmholtz-Präsident Otmar D. Wiestler.
Der Preis wurde anlässlich der Jahresversammlung der Helmholtz-Gemeinschaft am 27. September 2023 durch den Präsidenten des Stifterverbandes verliehen.