Materialwissenschaften

Fraunhofer LBF entwickelt moderne Analytik für Polyolefincompounds In einem eigenen chromatografischen Team erarbeitet das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF laufend neue Methoden zum molekularen Fingerprinting von Polyolefincompounds, die auch in der Routineanalytik eingesetzt werden können. Jüngster technologischer Fortschritt ist ein Chromatograf, den das Forscherteam in Zusammenarbeit mit der Firma PolymerChar entwickelt hat. Er ist mit jeweils einem neu entwickelten Infrarot (IR)- und UV-Detektor ausgerüstet und deckt damit das gesamte Spektrum der Schwingungsspektroskopie ab. Daraus ergeben sich vollkommen neue Perspektiven…

Als erste österreichische Hochschule verfügt die Montanuniversität Leoben ab sofort über einen 3D-Drucker für Hybridmaterialien. Das im Inland produzierte Gerät CeraFab 7500 (Firma Lithoz GmbH) ermöglicht die Fertigung von komplexen, stabilen und hochauflösenden 3D-Objekten aus verschiedenen Werkstoffen. Gedruckt werden können unterschiedliche Keramiken ebenso wie gefüllte und ungefüllte Polymere sowie hochviskose Formulierungen generell, wodurch der Einsatz in anderen Bereichen (z.B. Metall bzw. Werkstoffkombinationen) möglich ist. Die Neuanschaffung entspringt einer Forschungskooperation der beiden Leobener Departments für Werkstoffwissenschaft und Kunststofftechnik im Bereich des…

Forschende der Universität Stuttgart visualisieren mit hochauflösender Röntgentomographie erstmals Transportprozesse in teilgesättigten porösen Medien Wie Schadstoffe sich in so genannten teilgesättigten porösen Medien – zum Beispiel in Sand oder Kies – ausbreiten, lässt sich aufgrund der komplexen Prozesse nur schwer berechnen. Ein Team um Holger Steeb, Forschungsleiter im Exzellenzcluster SimTech sowie im Sonderforschungsbereich 1313 der Universität Stuttgart, konnte den Stofftransport im Porenraum jetzt mit Hilfe hochauflösender Synchroton-basierter Röntgentomographie sichtbar machen. Die renommierte Fachzeitschrift PNAS berichtete darüber. Transportprozesse in porösen Medien…

Kooperationsarbeit im Rahmen des Landesforschungszentrums TopDyn ebnet den Weg zur Untersuchung von zweidimensionalen Phasen und Phasenübergängen Durch eine Zusammenarbeit von experimentellen und theoretischen Physikerinnen und Physikern im Rahmen des rheinland-pfälzischen Landesforschungszentrums Dynamics and Topology (TopDyn) ist es gelungen, ein System von vielen kleinen magnetischen Wirbeln so zu präparieren, dass sie sich regelmäßig anordnen. Ein solcher Übergang von einer ungeordneten in eine geordnete Phase verläuft ähnlich wie eine Kristallisation, die hier allerdings in zwei Dimensionen stattfindet. Für die Forschungsarbeit an der…

Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg haben einen Fotolack für den Zwei-Photonen-Mikrodruck entwickelt, mit dem erstmals dreidimensionale polymere Mikrostrukturen mit Hohlräumen in Nanogröße hergestellt werden können. Im Fachblatt Advanced Materials berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des gemeinsamen Exzellenzclusters 3D Matter Made to Order, wie die Porosität im Druckprozess gesteuert werden kann und wie sich dies auf die Lichtstreuungseigenschaften der Mikrostrukturen auswirkt. (DOI: 10.1002/adma.202002044) Fotolacke sind Drucktinten, mit denen in der sogenannten Zwei-Photonen-Lithographie kleinste Mikrostrukturen 3D-gedruckt…

Carl-Zeiss-Stiftung fördert Forschung an der Universität Konstanz zu Werkstoffen, die ihren Abbau in der Umwelt selbst anregen Kunststoffe erfüllen in praktisch jeder modernen Technologie unersetzliche Funktionen. Damit stellt sich die Frage, wie bei einer Freisetzung in die Umwelt verhindert werden kann, dass sie über Jahrzehnte bestehen bleiben und beispielsweise in Form von Mikroplastik bis in Organismen gelangen. Im Forschungsprojekt „Intelligente nicht-persistente Polyethylen-artige Werkstoffe (INPEW)“ untersuchen Arbeitsgruppen aus den Fachbereichen Chemie und Biologie der Universität Konstanz unter Federführung des Chemikers Prof….

Jenaer Forschungsgruppe erhält zwei Millionen Euro zur Erforschung intelligenter, wiederverwertbarer Kunststoffmaterialien Nachhaltige Kunststoffe, die sich selbst heilen, intelligente Eigenschaften aufweisen und bei Bedarf recycelt werden können, werden künftig an der Friedrich-Schiller-Universität Jena erforscht. Ein entsprechendes Projekt koordiniert durch den Chemiker und Materialwissenschaftler Prof. Dr. Ulrich S. Schubert wird dazu mit zwei Millionen Euro von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert. Reparieren wir in Zukunft Kratzer mit dem Haartrockner? „Stellen Sie sich zerkratzte Oberflächen von Wohnungsmöbeln vor, zum Beispiel in der Küche”, beschreibt Schubert…

Die additive Fertigung gehört zu den derzeit wichtigsten Trends in der Industrie. Nun hat ein Team des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS eine Anlage für das Multi Material Jetting entwickelt, mit der sich unterschiedliche Werkstoffe zu einem einzigen additiv gefertigten Bauteil vereinen lassen. Dadurch sind Produkte mit kombinierten Eigenschaften oder Funktionen realisierbar. Besonders leistungsfähige Materialien wie Keramik und Metall kommen in dieser Anlage zum Einsatz. Bei der additiven Fertigung, beziehungsweise dem 3D-Druck, wird das gewünschte Produkt nicht aus…

Infektionen verhindern, Heilungsprozesse fördern Neue, an der Universität Bayreuth entwickelte Biomaterialien beseitigen Infektionsrisiken und fördern Heilungsprozesse: Einem Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Thomas Scheibel ist es gelungen, diese für die Biomedizin hochrelevanten Materialeigenschaften zu kombinieren. Die nanostrukturierten Materialien basieren auf Spinnenseide. Sie verhindern die Ansiedlung von Bakterien und Pilzen, aber unterstützen gleichzeitig proaktiv die Regeneration von menschlichem Gewebe. Daher eignen sie sich hervorragend für Implantate, Wundverbände, Prothesen, Kontaktlinsen und andere Hilfsmittel des Alltags. In der Zeitschrift „Materials Today“ stellen…

Forstwissenschaftler entwickeln für den 3-D-Druck neuartige Materialien auf Holzbasis Eine zähflüssige Biopaste, die sich gut verarbeiten lässt, schnell verfestigt und dafür eignet, selbst komplexe Strukturen im 3-D-Druck-Verfahren herzustellen: Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie von der Professur für Forstliche Biomaterialien der Universität Freiburg hat einen biologisch abbaubaren Kunststoff entwickelt, der auf Holz basiert und perspektivisch Anwendungsmöglichkeiten beispielsweise im Leichtbau eröffnet. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ihre ersten Ergebnisse in den Fachzeitschriften Applied Bio Materials und Biomacromolecules vorgestellt. Lignin verstärkt…

Wissenschaftler der Industrieforschungseinrichtung INNOVENT e.V. haben in Kooperation mit den Unternehmen JSJ Jodeit GmbH, KI Keramikinstitut Meissen GmbH, Cerafib GmbH und KAHLA/Thüringen Porzellan GmbH antimikrobiell wirksame Glas- bzw. Basaltfasern entwickelt. Die textilen Fasern wirken gegen verschiedene Bakterien- und Pilzstämme. Einsatzgebiete könnten unter anderem Baumaterialien, Heimtextilien, Filter und technische Textilien sein. Der Einsatz herkömmlicher Biozide sowie deren Eintrag in die Umwelt kann durch die Verwendung der innovativen Fasern verringert werden. Mikroben und Biozide – vom Regen in die Traufe? Bakterien und…

Aerogel ist ein hervorragender Wärmeisolator. Bislang wird es jedoch vor allem im Grossmassstab eingesetzt, etwa in der Umwelttechnik, bei physikalischen Experimenten oder in der industriellen Katalyse. Empa-Forschern ist es nun gelungen, Aerogele auch für die Mikroelektronik und im Bereich der Feinmechanik zugänglich zu machen: Ein Beitrag in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift «Nature» zeigt auf, wie 3D-gedruckte Teile aus Silica-Aerogel und Silica-Komposit-Werkstoffen mit hoher Präzision hergestellt werden können. Dies eröffnet zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten in der Hightech-Industrie, etwa in Mikroelektronik, Robotik,…

Fraunhofer IWS setzt erstmals innovative Laserschmelzanlage für komplexe Kupfer-Bauteile ein Raffiniert geformte Kunststoffteile mit dem 3D-Drucker zu erzeugen ist heute keine Kunst mehr, sondern Alltagstechnologie. Ganz anders bei reinem Kupfer: Bisher gelang es nicht, das Metall mit Infrarotlasern vollständig aufzuschmelzen, um daraus Schicht für Schicht komplexe Bauteile zu erzeugen. Deshalb setzt das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden nun eine neuartige additive Fertigungsanlage ein, die das Metall mit einem kurzwelligen grünen Laser nahezu defektfrei verarbeitet. Sie ermöglicht neue…

Hohe Materialperformance mit multikristallinen Siliziumblöcken Fraunhofer IISB, AlzChem AG und Wacker Chemie AG haben das BMWi-Verbundprojekt SYNERGIE abgeschlossen. Das SYNERGIE-Konsortium untersuchte, wie metallische Verunreinigungen in multikristallinen Siliziumblöcken entstehen. Spezies, Quellen und Mechanismen der Verunreinigungen wurden mit Laborexperimenten und Computersimulationen ermittelt. Die Ergebnisse erlauben direkte Vorhersagen zur Qualität der Endprodukte in Abhängigkeit von den Prozesshilfsstoffen. Im Verbundprojekt SYNERGIE untersuchten Forscher des Fraunhofer IISB in Erlangen, wie metallische Verunreinigungen in den Siliziumkristall bei dessen Herstellung eingetragen werden. Ein speziell entwickelter Versuchsaufbau ermöglichte…

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und…

Ob bei innovativen Baustoffen, leistungsfähigeren Computerchips, bei Medikamenten oder im Bereich erneuerbarer Energien: Nanopartikel als kleinste Bausteine…