Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialforscher simuliert hauchdünne Werkstoffe für Mikroelektronik und Medizintechnik

01.10.2012
In der Medizintechnik werden winzige Drähte verwendet, um Sonden in den Körper einzuführen. Diese müssen biegsam sein, dürfen aber nicht brechen.

Auch die Mikroelektronik benötigt kleinste Bauteile, die leitfähig und extrem fest sind. Für ihre Entwicklung muss man die inneren Strukturen von Werkstoffen und deren mechanische Eigenschaften verstehen.

Der Saarbrücker Materialforscher Christian Motz simuliert diese Materialien in Nanodimensionen am Computer und entwickelt mithilfe von Experimenten neuartige Werkstoffe. Für die bundesweit beste Forschungsarbeit eines jungen Wissenschaftlers erhielt er jetzt den Masing-Gedächtnispreis der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde.

Christian Motz ist seit kurzem Professor für Experimentelle Methodik der Werkstoffwissenschaft an der Universität des Saarlandes ist. Er hat sich auf die Mikromechanik spezialisiert und untersucht die Strukturen und Zusammensetzungen der kleinsten Bausteine von Werkstoffen.

„Gerade diese kleinen Bausteine, die oft nur den Umfang von einem Tausendstel des menschlichen Haares aufweisen, dominieren die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen“, sagt Christian Motz. In der Regel wird ein Werkstoff umso fester, je kleiner die Komponenten im Inneren der Materialien werden.

„Vieles hängt aber auch von den Kristallstrukturen ab, die innerhalb eines Werkstoffes große Unterschiede aufweisen können. Stahl setzt sich zum Beispiel aus Eisen, Kohlenstoff und einer Vielzahl von Zusätzen zusammen, die komplexe innere Strukturen bedingen. Diese verleihen dem späteren Werkstoff ganz verschiedene Eigenschaften“, erklärt der Materialforscher.

Daher wird Stahl sowohl als stabiles Gerüst für Brücken und Wolkenkratzer verwendet als auch im Karosseriebau. Stahldrähte hingegen sind biegsam und extrem reißfest und werden etwa als hauchdünne Drähte in der Medizintechnik eingesetzt. „Hierbei kommt es nicht nur auf die statischen Eigenschaften der Materialien an, sondern auch auf ihre Haltbarkeit. Wir versuchen über Simulationen herauszufinden, an welchen Stellen die Werkstoffe ermüden und verschleißen könnten, um damit frühzeitig möglichen Schäden vorzubeugen“, sagt Christian Motz. Der Wissenschaftler sucht dafür nach Fehlern im regelmäßigen Aufbau der Kristallstrukturen.

Auch in der Mikroelektronik werden immer kleinere Bauteile eingesetzt, die hohen Anforderungen genügen müssen. „Für elektronische Leiterbahnen werden etwa hitzebeständige und leitfähige Werkstoffe benötigt, die nur wenige Tausendstel Millimeter groß sind“, erläutert Motz. Diese entwickelt der Saarbrücker Materialforscher mithilfe verschiedener Experimente und analysiert sie im Elektronenmikroskop. Am Computer werden dann neue Zusammensetzungen getestet.

In Zusammenarbeit mit der Firma Infineon im österreichischen Villach versucht Christian Motz derzeit, die Zuverlässigkeit von kleinen metallischen Leiterbahnen in Elektronik-Bauteilen zu verbessern. „Damit soll auch der Wirkungsgrad dieser Komponenten erhöht werden, um zum Beispiel in der Haushaltselektronik Energie zu sparen und die Elektromobilität effizienter zu machen“, sagt der Professor. Ein weiteres Forschungsthema von Christian Motz sind zelluläre Materialien. „Sie sind für die Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie interessant, denn dort geht es darum, möglichst leichte Materialien zu verwenden, die zugleich stabil und belastbar sind“, erklärt der Saarbrücker Materialforscher.

Christian Motz erhielt jetzt auf der Jahrestagung der Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) in Darmstadt den Masing-Gedächtnispreis verliehen. Damit honoriert die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde (DGM) jedes Jahr die beste Leistung von jungen Wissenschaftlern in der metallkundlichen Forschung.

Fragen beantwortet:

Prof. Dr. Christian Motz
Lehrstuhl für Experimentelle Methodik der Werkstoffwissenschaft
Universität des Saarlandes
Tel: 0681/ 302-5108
E-Mailkontakt: d.born@matsci.uni-sb.de

Friederike Meyer zu Tittingdorf | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie