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Materialwissenschaft ist ein Bochumer Schwerpunkt. Mit dem Zentrum für Grenzflächendominierte Höchstleistungswerkstoffe, kurz ZGH, gewinnt die Ruhr-Universität Bochum (RUB) ein leistungsfähiges Kompetenzzentrum, von dem die Forschungsarbeit von Materialwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern langfristig profitieren wird. Insgesamt bietet der Neubau rund 80 Forschenden Platz, die interdisziplinär in verschiedenen Verbundforschungsprojekten innerhalb des ZGH-Forschungsprogramms arbeiten.

Dritter Forschungsbau der RUB

Das Forschungskonzept des ZGH fußt auf dem Know-how der Werkstoffforscher, die im fakultätsübergreifenden Materials Research Department der RUB organisiert sind. Das Zentrum wurde als dritter Forschungsbau der RUB nach den Gebäuden ZEMOS und ProDi fertiggestellt und wird mit knapp 40 Millionen Euro zu gleichen Teilen vom Bund und vom Land finanziert, gebaut hat es der landeseigene Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW. Die Eröffnung hat am 6. Mai 2022 mit Gästen aus Politik und Wissenschaft stattgefunden.

Spitzenforschung

Isabel Pfeiffer-Poensgen, Wissenschaftsministerin des Landes Nordrhein-Westfalen, sagt: „Werkstoffinnovationen sind Möglichmacher für eine ganze Reihe von Spitzentechnologien wie zum Beispiel für elektrochemische Zellen zur Energiespeicherung in Batterien. Als Land fördern wir den Forschungsbau ZGH mit großer Überzeugung, denn Höchstleistungswerkstoffe leisten nicht nur wichtige Beiträge zum Klimaschutz, sondern erhöhen zugleich die Technologiesouveränität Nordrhein-Westfalens, Deutschlands und Europas – ein Umstand, der angesichts der aktuellen geopolitischen Lage mehr denn je Bedeutung besitzt. Auch in der Research Alliance Ruhr untermauen die drei großen Ruhrgebietsuniversitäten diese Bedeutung mit dem jüngst ins Leben gerufenen Research Center Future Energy Materials and Systems, das von der hochwertigen Infrastruktur im ZGH profitieren wird."

Das Zentrum für Grenzflächendominierte Höchstleistungswerkstoffe hat große Bedeutung für die Werkstoffforschung. „Das ZGH verbindet Spitzenforschung mit anwendungsorientierten Ansätzen in einem interdisziplinären Kontext und sichert damit der RUB eine national und international sichtbare Spitzenposition für die Analyse und Entwicklung von Höchstleistungswerkstoffen und deren Grenzflächen“, so Rektor Prof. Dr. Martin Paul.

Höchstleistungswerkstoffe für extreme Bedingungen

Ziel der Forschung ist es, durch ein umfassendes Verständnis von Grenzflächen Werkstoffe zu entwickeln, die neue Kombinationen von strukturellen und funktionellen Eigenschaften nutzen. Interne Grenzflächen und Oberflächen sind von zentraler Bedeutung für die Eigenschaften von Materialien, da sie das mechanische Verhalten bestimmen und funktionale Anwendungen ermöglichen, zum Beispiel bei neuartigen Elektrokatalysatoren, die im Sinne der Energiewende eingesetzt werden.

In drei Forschungsschwerpunkten werden mechanisch, chemisch und physikalisch dominierte Höchstleistungswerkstoffe durch ein verbessertes grundlegendes Verständnis und die Kontrolle von Grenzflächen auf atomarer Ebene und die Übertragung der Erkenntnisse auf makroskopische Werkstoffe gezielt weiterentwickelt. Diese Werkstoffe werden beispielsweise zur Energieerzeugung in automobilen Elektroantrieben oder auch in Turbinen für die Luftfahrt verwendet und sind dazu konstruiert, eine lange Lebensdauer unter extremen Bedingungen zu haben.

„Mit der Einweihung des ZGH hat die Materialforschung an der RUB einen wichtigen Meilenstein erreicht. Einerseits setzt der Forschungsbau einen schönen architektonischen Akzent auf unserem Campus. Viel wichtiger ist aber, dass die wissenschaftliche Infrastruktur im ZGH es uns erlaubt, auf wissenschaftlich höchstem Niveau spannende Ergebnisse zu erzielen, die international große Beachtung finden“, freut sich ZGH-Direktor und Inhaber des Lehrstuhls für Neue Materialien und Grenzflächen Prof. Dr. Alfred Ludwig.

Anspruchsvolles Gebäude

„Das ZGH ist ein technisch höchst anspruchsvolles Gebäude“, betont Gabriele Willems, Geschäftsführerin des Bau- und Liegenschaftsbetriebes NRW. „Ich freue mich, dass wir hier knapp 3.000 Quadratmeter modernste Nutzfläche für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum geschaffen haben – unter anderem mit einem rund 300 Quadratmeter großen Reinraum-Bereich sowie einem 533 Quadratmeter großen Mikroskopie-Bereich. Dieser wurde mit großem Aufwand mithilfe einer besonders massiven Bodenplatte schwingungsentkoppelt, sodass dort nun genaueste Messungen durchgeführt werden können.“

Die enge Verknüpfung von skalenübergreifenden Werkstoffsimulationen und experimentellen Ergebnissen auf atomarer, mikro- und makroskopischer Ebene zeichnet die Arbeit am ZGH besonders aus. Beheimatet ist der Forschungsbau zwischen den Gebäuden IA und IB. An diesem Standort ermöglicht das Zentrum Forschenden aus den Disziplinen Werkstoffforschung, Ingenieurwesen, Chemie und Physik die Durchführung einer anwendungsorientierten Forschung gesammelt an einem Ort.