Interview Vom Bauteil zum Atom
Im Labor zeigen neue Werkstoffe oft schon Rekordeigenschaften, die aber noch nicht den Sprung in die Produktion schaffen. Das soll sich ändern.
Der Profilschwerpunkt Materials Chain der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) deckt alle Phasen der modernen Materialwissenschaften ab: vom Design über die Herstellung und Veredelung bis hin zur Charakterisierung und Verarbeitung im Produktionsprozess. Einer der drei Sprecher des Schwerpunkts, Prof. Dr. Jörg Schröder, erklärt, was das bedeutet.
Sie stellen so manches auf den Kopf und denken auch vom anderen Ende her, nämlich vom Bauteil zum Atom: Was versprechen Sie sich davon?
Unsere Gesellschaft benötigt neue Materialien mit spezifischen Eigenschaften, zum Beispiel stabile und dennoch leichte Werkstoffe, Form-Gedächtnis-Materialien oder gut verträgliche und wundheilungsfördernde Implantate in der Medizin. Auf Laborebene erreichen neue Werkstoffe bereits Rekordeigenschaften, aber es hapert am Übergang in die Produktion: Oft setzt man herkömmliche Verarbeitungsverfahren ein, die bei neuen Materialien aber zum Teil nur bedingt oder gar nicht funktionieren.
Diese Lücke wollen wir schließen, indem wir uns zum Beispiel folgende Fragen stellen: Warum ist die Anode einer Lithium-Ionen-Batterie mit Silizium-Nanopartikeln stabil, mit größeren Silizium-Strukturen dagegen nicht? Wie müssen die Atome im Kristall angeordnet sein, damit das Material Wärmeunterschiede in elektrischen Strom umwandeln kann? Wie müssen Mikrostrukturen und Korngrenzen moderner Stähle beschaffen sein, damit sie sehr fest, gleichzeitig aber gut formbar sind? Diesen Dingen müssen wir auf den Grund gehen, um moderne Materialien weiterentwickeln und anschließend Produkteigenschaften gezielt einstellen zu können.
Welche Möglichkeiten ergeben sich durch die uniübergreifende Zusammenarbeit?
Wir drei Universitäten mit unseren Partnern bieten in Summe eine Vielzahl von herausragenden Forschungseinrichtungen – von der Analytik mit atomarer Auflösung über das High-Performance-Computing bis hin zu modernsten Messverfahren und Produktionsmaschinen. Diese Kombination aus umfassender Methodik, apparativen Möglichkeiten und unglaublich vielen klugen Köpfen macht die Materials Chain einzigartig in der europäischen Forschungslandschaft. Als universitäre Einzelkämpfer hätten wir weder die Bandbreite noch die Sichtbarkeit, die wir als Verbund haben.
Gute Voraussetzungen, um die nächste Runde zu erreichen
Was sind Ihre jüngsten Erfolge?
Mit dem Profilschwerpunkt sind wir bereits auf vielen Ebenen aktiv: Wir veranstalten internationale Konferenzen und präsentieren uns auf Industrie-Messen. Außerdem haben wir unser standortübergreifendes Profil bereits in Sonderausgaben der Forschungsmagazine unserer Hochschulen vorgestellt. Aktuell sind wir besonders stolz darauf, im UA-Ruhr-Verbund eine Antragsskizze in der Exzellenzstrategie für universitäre Spitzenforschung eingereicht zu haben – das ist bundesweit nur sechs Hochschulverbünden gelungen. Also gute Voraussetzungen, um mit unseren zukunftsweisenden Ideen in der Materialforschung die nächste Runde zu erreichen.
