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Porträt Dr. Mayordomo Herranz, Natalia; FWOG-T

Dr. Natalia Mayordomo Herranz

Leiterin "TecRad" Wechselwirkung von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an Mineral-Wasser-Grenzflächen - Radioökologische Betrach­tungen
n.mayordomo-herranzAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2076

Soziale Medien

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NukSiFutur Nachwuchsforschungsgruppe TecRad: Wechselwirkungen von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an der Mineral-Wasser-Grenzfläche - Radioökologische Betrachtungen

Foto: TecRad-Logo ©Copyright: Dr. Natalia Mayordomo Herranz

Projekt: NukSiFutur Nachwuchsforschungsgruppe TecRad: Wechselwirkungen von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an der Mineral-Wasser-Grenzfläche - Radioökologische Betrachtungen.

Zuwenungsgeber: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR).

Laufzeit: vom 1.7.2022 bis 30.06.2027

Förderkennzeichen: Ref 02NUK072

Projektträger: Projektträger Karlsruhe (PTKA).

Dr. Natalia Mayordomo Herranz arbeitet in der Abteilung Grenzflächenprozesse und ist seit Juli 2022 die Leiterin der NukSiFutur-Nachwuchsgruppe TecRad. Zusätzlich zu den vom BMBF geförderten Teammitgliedern kam im Oktober 2024 Dr. Marcos Martínez Moreno zu TecRad, dessen Stelle von der Ramón Areces Fundation finanziert wird. 

Foto: Team TecRad ©Copyright: Dr. Natalia Mayordomo Herranz

TecRad-Team: von links nach rechts: Marcos Martínez-Moreno, Vijay K. Saini, Caroline Börner, Arkadz Bureika, Natalia Mayordomo und Irene Cardaio.

Bild: Dr. Mayordomo Herranz, Natalia

Unsere Motivation

Technetium ist ein Element, dessen sämtliche Isotope radioaktiv sind, wobei Technetium-99 (99Tc) am häufigsten vorkommt. 99Tc ist eines der wichtigsten Spaltprodukte von Uran-235 und Plutonium-239 und trägt aufgrund seiner langen Halbwertszeit (ca. 0,2 Millionen Jahre) erheblich zur Radioaktivität von abgebrannten Brennelementen bei. Daher muss Tc bei der langfristigen Sicherheitsbewertung des Endlagers für nukleare Abfälle berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist 99Tc das Tochterisotop von metastabilem 99mTc, dem weltweit am häufigsten verwendeten Radioisotop für die Krebsdiagnose in Krankenhäusern. In diesem Zusammenhang wird 99Tc täglich in das Abwasser eingeleitet, wenn auch in geringen Konzentrationen.

Foto: Hypothetical technetium-polluted area. The arrows represent the mobility of technetium and interaction with minerals or microorganisms (yellow circles). ©Copyright: Dr. Natalia Mayordomo Herranz

Hypothetisches Technetium-verschmutztes Gebiet. Die Pfeile zeigen die Mobilität von Technetium und dessen Interaktion mit Mineralen oder Mikroorganismen (gelbe Kreise).

Der Transport von Tc in der Umwelt hängt von den chemischen Bedingungen ab (z. B. pH-Wert, Vorhandensein von Ionen und Redoxpotential) und kann drastisch abnehmen, wenn Tc durch reaktive Oberflächen wie Minerale oder Mikroorganismen immobilisiert wird. Daher ist es wichtig, die Immobilisierungsmechanismen von Tc zu untersuchen, um Technologien zu entwickeln, die den Menschen und die Biosphäre vor der Radio- und Chemotoxizität von Tc schützen.

Unser Ansatz

Um ein fundiertes Verständnis des biogeochemischen Verhaltens von Tc zu erlangen, folgen wir einem multidisziplinären Ansatz, der sowohl physikalische als auch radio-, geo- und biochemische Methoden kombiniert. Insbesondere konzentrieren wir uns auf verschiedene fortschrittliche mikroskopische, elektrochemische und spektroskopische Techniken, um thermodynamische Daten von Tc in Wasser oder an den Wasser-Biogeochemie-Grenzflächen auf molekularer Ebene zu bestimmen. Darüber hinaus wollen wir eine neue Methodik für spektro- und elektrochemische Experimente entwickeln, die sich auch auf andere redoxaktive Schadstoffe wie Uran, Plutonium, Selen, Arsen oder Chrom anwenden lässt.

Unsere Ziele

Unser Ziel ist es, das Verhalten von Tc unter komplexen Bedingungen zu untersuchen, die Umweltszenarien ähneln könnten. Daher erforschen wir, wie Tc mit Mikroorganismen, Metaboliten und Mineralien interagiert, die möglicherweise in eindem Endlager für radioaktive Stoffe vorhanden sind. Zunächst wird die Tc-Komplexierung in binären Systemen untersucht. Folglich dienen diese Daten als Modelle für die Untersuchung komplexer ternärer oder quaternärer Systeme.

Wir werden die gewonnenen thermodynamischen Daten für die Entwicklung und Parametrisierung biogeochemischer Modelle nutzen. Dies war bisher für redoxaktive Systeme wie Plutonium, Arsen oder Selen kaum möglich.

Team

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Caroline Börner801/P2542251
c.boernerAthzdr.de
Arkadz Bureika801/P2012434
a.bureikaAthzdr.de
Irene Cardaio801/P2542251
i.cardaioAthzdr.de
Dr. Marcos Felipe Martinez Moreno3154
m.martinez-morenoAthzdr.de
Dr. Natalia Mayordomo Herranz801/P2522076
n.mayordomo-herranzAthzdr.de
Vijay Kumar Saini801/P3523328
v.sainiAthzdr.de

Alumni

Name Position am HZDR
Thomas Zimmermann Promotionsstudent
Sonia García Gomez Promotionsstudent
Caroline Börner Masterstudent
Tom Pfandt Masterstudent
Riya Rajayyan Masterstudent
Yann Williot Masterstudent

Organisation von Veranstaltungen

Vom 24. bis 27. November findet die gemeinsame TecRad-RULET-Herbstschule über Technetium und andere Spaltprodukte statt.
Die Schule wird durch Projekte von TecRad und RULET finanziert.


Forschungspraktika

1. Vijay K. Saini plant, von August bis November 2025 an der University of Florida (Gainsville, USA) zu arbeiten.
Foto: Logo der Universität von Florida ©Copyright: Universität von Florida
2. Irene Cardaio arbeitete von Februar bis Mai 2025 an der University of Manchester (UK).
Foto: Logo der Universität Manchester ©Copyright: Universität Manchester

TecRad in den Medien

  1. Internationaler Tag des Mädchens und der Frau in der Wissenschaft
  2. TUD-Pressemitteilung: Neuer TUD-Nachwuchsforscher
  3. Helmholtz-Energie-Wissenschaftler des Monats
  4. HZDR-Pressemitteilung: Einweihung von TecRad

Ausgewählte Publikationen

2026

Assessing microbially influenced corrosion of titanium as novel canister material for geological disposal facilities

Mumford, A. D.; Martinez Moreno, M. F.; Morales-Hidalgo, M.; Povedano-Priego, C.; Generelo-Casajus, L.; Jroundi, F.; Anguilano, L.; Onwukwe, U.; Gardiner, P. H. E.; Merroun, M. L.; Ju-Nam, Y.; Ojeda, J. J.


2025

Assessing the combined effect of gamma radiation and sulfate-reducing bacteria on copper corrosion for deep nuclear waste storage

Morales-Hidalgo, M.; Povedano-Priego, C.; Martinez Moreno, M. F.; Mumford, A. D.; Černá, K.; Ju-Nam, Y.; Ojeda, J. J.; María Fernández, A.; Alonso, U.; Jroundi, F.; Merroun, M. L.


Gamma radiation in highly compacted FEBEX bentonite: Key microbial and mineralogical behavior for safety assessment of nuclear repositories

Morales-Hidalgo, M.; Povedano-Priego, C.; Martinez Moreno, M. F.; Kateřina, Č.; Lísková, K.; Jakub, Ř. b.; Valdivieso, P.; Alonso, U.; María Fernández, A.; Jroundi, F.; Merroun, M. L.


Technetium - The Unknown Center of the Periodic Table

Strub, E.; Badea, D.; Bruns, J.; Frontera, A.; Mayordomo, N.; Sakhonenkova, A.; Roca Jungfer, M.; Wickleder, M.; Yong, C.; Zegke, M.


Experimental pathways of clay formation and kinetics of basalt alteration in poor drainage systems: Implications for weathering

Sriwastava, P.; Saini, V. K.; Mathew, G.; Shukla, A. D.


2023

Cadmium sorption on alumina nanoparticles, and mixtures of alumina and smectite: An experimental and modelling study

Mayordomo, N.; Missana, T.; Alonso, U.

Verknüpfte Publikationen


Analysis of Cadmium Retention Mechanisms by a Smectite Clay in the Presence of Carbonates

Missana, T.; Alonso, U.; Mayordomo, N.; García-Gutiérrez, M.

Verknüpfte Publikationen


Hybridised production of technetium-99m and technetium-101 with fluorine-18 on a low-energy biomedical cyclotron

Johnstone, E. V.; Mayordomo, N.; Mausolf, E. J.


2022

Discovery, nuclear properties, synthesis and applications of technetium-101

Johnstone, E. V.; Mayordomo, N.; Mausolf, E. J.

Verknüpfte Publikationen


Abschlussarbeiten

Wechselwirkung von Tc mit Eisen(II)phosphaten

Börner, C.

  • Master-Arbeit
    Technische Universität Dresden, 2023
    Mentor: Prof. Thorsten Stumpf and Dr. Natalia Mayordomo

Konferenzbeiträge

2025

Immobilization of technetium(+I) with gamma-alumina and hematite

Eum, J.; Börner, C.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Joint TecRad-RULET Autumn School on Technetium and other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Deutschland

Understanding Toward Technetium-99 Immobilization Mechanisms By Pyrite In Presence Of Metabolites

Saini, V. K.; Roßberg, A.; Kretzschmar, J.; Lehmann, F.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Poster
    Migration 2025, 21.-26.09.2025, New Orleans, USA

Insights into how pyrite immobilizes technetium-99 in metabolite-rich environments

Saini, V. K.; Roßberg, A.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Poster
    Joint TecRad-RULET Autumn School on Technetium and other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Germany

Optimizing culture conditions for the interaction of Pseudodesulfovibrio aespoeensis with Tc(VII)

Solé-Bonillo, C.; Martinez Moreno, M. F.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Joint TecRad-RULET Autumn School on Techneitum and Other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Germany

The Role of Pseudodesulfovibrio aespoeensis in the Immobilization of Tc-99

Martinez Moreno, M. F.; Cardaio, I.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Joint TecRad-RULET Autumn School on Techneitum and Other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Germany

The necessity of developing methodologies to monitor fission products with exotic oxidation states

Mayordomo, N.; Kretzschmar, J.; Rodriguez, D. M.; Saini, V. K.; Börner, C.; Martinez Moreno, M. F.; Cardaio, I.; Bureika, A.; Eum, J.; Solé-Bonillo, C.; Salkenova, Z.; Cherkouk, A.; Müller, K.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Joint TecRad-RULET Autumn School on Technetium and Other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Germany

The behavior of Tc(I) in the environment - Sorption studies of [Tc(CO)₃(H₂O)₃]BF₄ with different minerals

Börner, C.; Roca Jungfer, M.; Kretzschmar, J.; Prieur, D.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Poster
    Joint TecRad - RULET Autumn School on Technetium and other Fission Products, 27.-30.10.2025, Dresden, Deutschland

Sorption of [TcI(CO)₃(H₂O)₃]⁺ on redox active and inactive minerals

Börner, C.; Roca Jungfer, M.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    19th Conference on the Migration of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration '25), 21.-27.09.2025, New Orleans, USA

Entsorgungsforschung Nachwuchsforschungsgruppe TecRad

Mayordomo, N.

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    KernThemen, 20.-21.05.2025, Dresden, Deutschland

Technetium biogeochemistry: Work done at Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf

Mayordomo, N.

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Research exchange between Clemson University and Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 28.03.2025, Clemson, United States of America
  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Research exchange between University of Florida and Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 03.04.2025, Gainsville, United States of America

Expanding the knowledge on redox elements: the case of technetium

Saini, V. K.; Börner, C.; Bureika, A.; Cardaio, I.; Martinez Moreno, M. F.; Kretzschmar, J.; Cherkouk, A.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    19th Conference on the Migration of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration '25), 21.-26.09.2025, New Orleans, United States of America

Technetium speciation in carbonate media and further developments on spectroelectrochemical methods

Bureika, A.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Open Access Logo Poster
    SafeND, 17.-19.09.2025, Berlin, Germany

Unveiling the role of Pseudodesulfovibrio aespoeensis in the immobilization of technetium-99

Martinez Moreno, M. F.; Cardaio, I.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Mayordomo, N.

  • Open Access Logo Vortrag (Konferenzbeitrag)
    SafeND, 17.-19.09.2025, Berlin, Germany

Metabolic pathways of the bentonite isolate Desulfitobacterium sp. G1-2 for ⁹⁹Tc immobilization

Cardaio, I.; Kluge, S.; Prieur, D.; Roßberg, A.; Robinson, C.; Byrd, N.; Müller, K.; Lloyd, J.; Morris, K.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Poster
    19th Conference on the Migration of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration '25), 21.-27.09.2025, New Orleans, LA, United States of America (USA)
  • Poster
    Joint TecRad - RULET Autumn School on Technetium and other Fission Products, 24.-27.11.2025, Dresden, Deutschland

The Effect of Metabolites on Pyrite Solubility under Anoxic Conditions

Saini, V. K.; Lehmann, F.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Sonstiger Vortrag
    Workshop on thermodynamic modeling, 12.-14.05.2025, Braunschweig, Germany

Sorption of [TcI(CO)₃(H₂O)₃]⁺ on redox active and inactive minerals

Börner, C.; Roca Jungfer, M.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Open Access Logo Sonstiger Vortrag
    Workshop on thermodynamic modeling, 12.-14.05.2025, Braunschweig, Deutschland

Direct reduction of the radioactive technetium-99 by Pseudodesulfovibrio aespoeensis

Martinez Moreno, M. F.; Cardaio, I.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Mayordomo, N.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Goldschmidt 2025, 07.-11.07.2025, Prague, Czech Republic
    DOI: 10.7185/gold2025.29003

Nuclear fuel cycle and its waste management

Mayordomo, N.

  • Open Access Logo Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Lectures of Master Subject "Discussion forums on sustainable chemistry", 16.-17.01.2025, Alcalá de Henares, Spain

Technetium biogeochemistry: The relevance of studying the redox chemistry from an environmental perspective

Bureika, A.; Saini, V. K.; Börner, C.; Cardaio, I.; Kretzschmar, J.; Cherkouk, A.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag)
    ACS Spring Meeting 2025, 23.-27.03.2025, San Diego, United States of America

2024

Molecular to Macroscopic Insights: Technetium immobilization through iron(II) phosphate

Börner, C.; Roßberg, A.; Müller, K.; Schild, D.; Seewald, F.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Rising Stars Workshop, 25.-26.11.2024, Joint Research Center, Karlsruhe, Germany

Pertechnetate electrochemical reduction in carbonate environment: In situ and ex-situ 99Tc-NMR and UV/VIS spectroelectrochemical studies

Bureika, A.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Electrochemistry 2024, 16.-19.09.2024, Braunschweig, Deutschland

The role of dissimilatory iron reduction by a Desulfitobacterium isolate on the immobilization of technetium-99

Cardaio, I.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag) (Online Präsentation)
    1st webinar of the Alliance’s Young Researchers, 19.09.2024, Online webinar, Germany

Interaction of Tc with iron(II) phosphate

Börner, C.; Müller, K.; Schild, D.; Seewald, F.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Poster
    10th International Conference on Nuclear and Radiochemistry – NRC10, 25.-30.08.2024, Brighton, United Kingdom

The effect of metabolites on the solubility and Tc immobilization capability of pyrite

Saini, V. K.; Pfandt, T.; Müller, K.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Poster
    10th International Conference on Nuclear and Radiochemistry - NRC10, 25.-30.08.2024, Brighton, United Kingdom

Spectroelectrochemical coupling to study Tc speciation in solution

Mayordomo, N.; Bureika, A.; Kretzschmar, J.; Müller, K.

  • Beitrag zu Proceedings
    ATAS - AnXAS 2024, 07.-11.10.2024, Karlsruhe, Deutschland
  • Poster
    ATAS - AnXAS 2024, 07.-11.10.2024, Karlsruhe, Deutschland

Interaction of technetium with metabolites, microorganisms and at the mineral-water interface: radioecological considerations. A project poster

Cardaio, I.; Bureika, A.; Börner, C.; Saini, V. K.; Kretzschmar, J.; Cherkouk, A.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Jahrestagung der Fachgruppe Nuklearchemie 2024, 05.-07.11.2024, Karlsruhe, Germany

New insights on technetium speciation in carbonate media

Bureika, A.; Kretzschmar, J.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Jahrestagung der Fachgruppe Nuklearchemie 2024, 05.-07.11.2024, Karlsruhe, Germany

Wechselwirkungen von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an der Mineral-Wasser-Grenzfläche – Radioökologische Betrachtungen

Börner, C.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Poster
    Tage der Standortauswahl 2024, 18.-19.04.2024, Goslar, Deutschland
    DOI: 10.21268/20240416-1

Processes driven by iron reducing bacteria on technetium immobilization

Cardaio, I.; Müller, K.; Cherkouk, A.; Stumpf, T.; Mayordomo, N.

  • Open Access Logo Vortrag (Konferenzbeitrag)
    Atalante 2024 - Nuclear chemistry for sustainable fuel cycles, 01.-06.09.2024, Avignon, France

2023

Microbial immobilization of technetium-99

Cardaio, I.; Mayordomo, N.; Cherkouk, A.; Stumpf, T.; Müller, K.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    HZDR Science Conference 2023, 15.-16.11.2023, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V., Deutschland

Application of dissimilatory iron reduction by a novel Desulfitobacterium sp. isolate for Tc-99 immobilization

Cardaio, I.; Mayordomo, N.; Stumpf, T.; Cherkouk, A.; Müller, K.

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    ChemTUgether 2023 & Alumni Meeting 2023, 29.09.2023, TU Dresden, Deutschland

Tc(VII) reductive immobilization by S(-II) pre-sorbed on alumina

Garcia-Gomez, S.; Börner, C.; Gimenez, J.; Casas, I.; Llorca, J.; de Pablo, J.; Müller, K.; Mayordomo, N.

  • Poster
    18th International Conference on the Chemistry and Migration Behaviour of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration), 25.-29.09.2023, Nantes, France

Technetium-99 Reduction in Carbonate Environment: An Spectroelectrochemical and ⁹⁹Tc-NMR Study

Bureika, A.; Kretzschmar, J.; Mayordomo, N.

  • Poster
    FGMR Annual Discussion Meeting 2023, 18.-21.09.2023, Konstanz, Germany

Immobilization of technetium by iron corrosion phases: Lessons learnt and future perspectives

Mayordomo, N.; Rodríguez, D. M.; Brendler, V.; Roßberg, A.; Scheinost, A.; Cardaio, I.; Bureika, A.; Börner, C.; Müller, K.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Open Access Logo Poster
    safeND 2023: Forschungssymposium des BASE, 13.-15.09.2023, Berlin, Germany
    DOI: 10.5445/IR/1000163227

Chloride green rust as scavenger of technetium: immobilization and spectroscopic studies

Mayordomo, N.; Roßberg, A.; Rodríguez, D. M.; Schild, D.; Scheinost, A.; Brendler, V.; Müller, K.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Open Access Logo Poster
    18th International Conference on the Chemistry and Migration Behaviour of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration), 24.-29.09.2023, Nantes, France
    DOI: 10.5445/IR/1000162913

Interaction of technetium with metabolites, microorganisms and at the mineral-water interface: radioecological consideration

Mayordomo, N.; Cardaio, I.; Bureika, A.; Börner, C.; Müller, K.

  • Open Access Logo Poster
    18th International Conference on the Chemistry and Migration Behaviour of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration), 24.-29.09.2023, Nantes, France

2022

Tc(VII) reductive immobilization by Sn(II) pre-sorbed on alumina nanoparticles

Mayordomo, N.; Roßberg, A.; Prieur, D.; Scheinost, A.; Kvashnina, K.; Müller, K.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Vortrag (Konferenzbeitrag)
    ATAS-AnXAS 2022 - Joint Workshop, 17.-21.10.2022, Grenoble, France

A brief summary about technetium: Origin, medical applications, and environmental immobilization strategies

Mayordomo, N.

  • Eingeladener Vortrag (Konferenzbeitrag) (Online Präsentation)
    Week of science at Universidad de Alcalá, 23.11.2022, Alcalá de Henares, Spain