Materialwissenschaften

Ein Forschungsteam des Jenaer Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), der Philipps-Universität Marburg und der Brown University in den USA hat eine neue Methode entwickelt, um die elektrische Leitfähigkeit von dünnen Schichten auf intelligenten Textilien präzise zu messen. Das Verfahren nutzt Terahertz-Strahlung, um Beschichtungen berührungslos zu analysieren und Materialfehler schnell zu identifizieren. Die Ergebnisse der Forschung wurden im Fachjournal Scientific Reports veröffentlicht. In einer zunehmend vernetzten Welt gewinnen intelligente Textilien, die beispielsweise in der Medizintechnik oder in Kleidung als Sensoren oder…

Bei Raumtemperatur und geringem Druck sollen Metallpulver grünen Wasserstoff sicher speichern. Grüner Wasserstoff soll ein Schlüssel zur Energiewende sein. Ihn sicher zu speichern ist Ziel des Projekts „GreenH2Metals: Nachhaltige und kreislauffähige Metalllegierungen zur effizienten und sicheren Speicherung von Wasserstoff für stationäre Anwendungen“, an dem die Ruhr-Universität Bochum mit zwei Teilprojekten beteiligt ist. Die Bochumer Arbeitsgruppe untersucht die Mikro- und Nanostruktur von Metalllegierungen, die Wasserstoff aufnehmen und wieder abgeben können. Die Rohstoffe dafür sollen aus sekundären Quellen kommen, also recycelt sein…

Mit einem 3D-Drucker aus dem Elektromarkt ein lebendiges Gewebekonstrukt drucken? Bisher war dies unmöglich. Bioprinting erforderte teure Spezialgeräte. Forschenden ist es jetzt gelungen, einen einfachen 3D-Drucker so zu modifizieren, dass er biologische Strukturen auf Knopfdruck erstellen kann. Das ist eine Chance für kleine Labore, auch in diesem Bereich zu forschen. „Tissue Engineering ist eine Zukunftstechnologie“, davon ist Benedikt Kaufmann überzeugt. Künstlich hergestelltes, funktionsfähiges Gewebe – beispielsweise Knorpel, Knochen oder Muskelgewebe – bietet potentiell eine Fülle von Anwendungsmöglichkeiten: beispielsweise in der…

… in technischen Bauteilen – neues Projekt. Der Einsatz nachhaltiger Materialien ist eine Entscheidung mit hoher ökologischer Relevanz und ein strategischer Schritt für Unternehmen. Klassisch verstärkte Materialien, z. B. kurzglasfaserverstärkte Polymere (GFK) müssen dafür durch naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) substituiert werden. Eine direkte Eins-zu-Eins-Substitution ist oft nicht möglich, so dass Grenzen und Potenziale naturfaserverstärkter Kunststoffe vor allem für technische Bauteile systematisch analysiert werden müssen. Am Fraunhofer LBF wurde das Projekt »NaFiTech« initiiert, wo die Partner gemeinsam eine solide Datenbasis erarbeiten, um…

Forschende der ETH Zürich haben Schallwellen dazu gebracht, nur in eine Richtung zu laufen. Die Methode könnte in Zukunft auch in technischen Anwendungen mit elektromagnetischen Wellen genutzt werden. Ob es sich um Wasser, Licht oder Schall handelt: Wellen breiten sich für gewöhnlich vorwärts genauso aus wie rückwärts. Wenn wir also mit jemandem reden, der in einiger Entfernung von uns steht, so kann derjenige uns ebenso gut hören wie wir ihn. Bei einer Unterhaltung ist das praktisch, aber in manchen technischen…

Energiespeicher der Zukunft müssen fortschrittlich, kostengünstig und nachhaltig sein. Dafür ist es entscheidend, dass die verwendeten Materialien sowohl gut verfügbar als auch recycelbar sind. Ein Forschungsteam der TU Bergakademie Freiberg hat nun bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung einer Aluminium-Batterie erzielt, die diesen Anforderungen gerecht wird. Die Batterie besteht aus Aluminium als Anode, Grafit als Kathode und einem an der Universität entwickelten, neuartigen Elektrolyten auf Polymerbasis. Die Validierung des Batterie-Prototyps für die industrielle Produktion wird bis Ende des kommenden Jahres durch…

Wertvolle Rohstoffe mit weniger Aufwand zurückgewinnen. Wie schafft man es, aus eingeschmolzenem Elektroschrott möglichst viele wertvolle Rohstoffe wie Lithium zurückzugewinnen? Diese Frage untersucht ein Schwerpunktprogramm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das sich der Produktion maßgeschneiderter künstlicher Mineralien durch metallurgisches Recycling widmet und an dem Mathematiker vom Institut für Stochastik der Uni Ulm beteiligt sind. Sie berechnen, wie sich verschiedene Parameter, etwa des Abkühlvorgangs oder der Zerkleinerungsprozesse, auf das recycelte Material auswirken. So helfen die Mathematiker dabei, die Verfahren zu optimieren –…

Pilze haben mehr zu bieten als auf den ersten Blick erkennbar. Ihre fadenförmigen Zellen, die wie ein Wurzelgeflecht unsichtbar und großflächig unter der Erde wachsen, bieten großes Potenzial, um nachhaltige, biologisch abbaubare Materialien herzustellen. Forschende am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park nutzen dieses Pilzmyzel, um damit unterschiedlichste, recycelbare Produkte zu entwickeln – vom Portemonnaie über Dämmmaterialien bis hin zu Verpackungen. Ein gewölbter Hut, ein Stiel – so sehen für uns die meisten Pilze aus. Doch der…

Fraunhofer IKTS eröffnet neues, europaweit einzigartiges FuE-Zentrum für Transparentkeramik in Hermsdorf, Thüringen. Durchsichtig wie Glas, aber wärmebeständig und kratzfest wie Keramik – Transparentkeramik ist ein besonderer Werkstoff, dessen Herstellung nicht nur ein spezielles Know-how, sondern auch spezialisierte Geräte und Anlagen benötigt. Zukünftig wird Transparentkeramik noch stärker ihre Vorteile Robustheit, Härte, Transmission und Wirtschaftlichkeit gegenüber Glas und Saphir ausspielen. Der Grund: Das Fraunhofer IKTS eröffnet am 29.8.2024 in Hermsdorf im Beisein des Thüringer Wirtschafts- und Wissenschaftsministers Wolfgang Tiefensee ein neues Forschungs-…

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat eine neue In-situ-Überwachung entwickelt, die die Mechanochemie für die industrielle Anwendung geeignet macht. Die Mechanochemie ist eine vielversprechende nachhaltige Methode, bei der chemische Reaktionen durch mechanische Verfahren ausgelöst werden und weitgehend ohne Lösungsmittel auskommen. Bisherige Untersuchungen zur Mechanochmie, deren “grünes” Potenzial in den letzten Jahren international immer stärker in den Fokus rückt, setzen auf die Verwendung von Kugelmühlen. Sie erlauben jedoch nur die Produktion von Substanzen im Labormaßstab. Für die industrielle Anwendung…

Neue Füge- und additive Fertigungsverfahren erlauben Holz-Metall-Verbindungen ohne Klebstoff. Forschenden der TU Graz gelang es mittels 3D-Drucktechnik und Ultraschall, den nachwachsenden Rohstoff Holz mit Metall und Kunststoff-Verbundwerkstoffen extrem fest zu verbinden. Beim Ultraschallfügen verbinden sich Holz und Grundbauteil durch Reibungshitze. (c) Oliver Wolf / TU Graz Der nachwachsende Rohstoff Holz ist klimaneutral, leicht und fest zugleich und dadurch grundsätzlich attraktiv für den Einsatz im Fahrzeugbau. Eine Herausforderung dabei ist bislang die robuste Verbindung zwischen Holz und den anderen Materialien im…

Prof. Dr. rer. nat. Axel T. Neffe leitet jetzt das Fachgebiet Organische Chemie mit Schwerpunkt Polymere an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU). Mit wissenschaftlicher Kompetenz und fachlichem Know-how bereichert er die Forschung und Lehre am Institut für Materialchemie auf dem Senftenberger Campus. Seit Mai 2024 ist Dr. Axel T. Neffe Professor für Organische Chemie mit Schwerpunkt Polymere an der BTU, zu der er vom renommierten Helmholtz-Zentrum Hereon in Teltow wechselte. Hier war er Abteilungsleiter und zuletzt stellvertretender Institutsleiter des…

… von der Lausitz auf den Weltmarkt. Am Fachgebiet Physikalische Chemie der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) ist das Forschungsprojekt „HoCHQuant“ zur Herstellung von sogenannten isotopenreinen „quantum grade“ Materialien gestartet. Diese dienen als Rohstoffe für Zukunftstechnologien wie Quantencomputer und für Hochleistungsoptiken. Aufbau einer neuen Wertschöpfungskette in der Lausitz Im Projekt „HoCHQuant“ beschäftigt sich ein vierköpfiges Forschungsteam an der BTU unter der Leitung von Dr. Owen C. Ernst mit der Herstellung der isotopenreinen Halbleiter-Wasserstoffe Silan-28 und German-73d. Aufgrund ihrer veränderten physikalischen…

…für eine bessere Verkleb- und Bedruckbarkeit von Kunststoffen. In einem gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekt zwischen der ALPO Medizintechnik GmbH, der TIGRES GmbH und dem Forschungsinstitut INNOVENT e.V., wurde ein Atmosphärendruckplasma-Beschichtungsprozess für dielektrische Materialien entwickelt. Mit diesem konnte die Klebstoffhaftung an verschieden Kunststoffen, wie FEP, PTFE, PMMA oder HDPE sowie die Bedruckbarkeit erheblich gesteigert und eine Alternative zu nasschemischen Vorbehandlungsverfahren geschaffen werden. Die erzeugten haftvermittelnden Plasmaschichten können die Benetzbarkeit stark verbessern und bieten ein hohes Potential für zahlreiche industrielle Applikationen in…

Simulationssoftware DAMASK 3.0 veröffentlicht. Werkstoffe müssen die hohen Anforderungen für High-Tech-Anwendungen, Sicherheitsstandards und Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Dies macht ihre Entwicklung immer komplexer. Ein Team von Materialwissenschaftler*innen und Softwareentwickler*innen unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Nachhaltige Materialien (MPI SusMat) hat dafür eine aktualisierte Version des Düsseldorfer Advanced Material Simulation Kit (DAMASK) veröffentlicht. DAMASK ist eine kostenlose Software für die Simulation von Kristallplastizität. Sie wird mittlerweile von verschiedenen Forschungsgruppen weltweit weiterentwickelt und von Forschung und Industrie genutzt. „Ich bin begeistert von der enormen Bandbreite…

Das Unsichtbare mit innovativer Mikroskopie sichtbar machen. Wissenschaftler*innen der Abteilung Physikalische Chemie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft haben eine bahnbrechende Entdeckung im Bereich der Nanotechnologie gemacht, wie in ihrer neuesten Veröffentlichung in Advanced Materials detailliert beschrieben. Ihr Artikel mit dem Titel „Spectroscopic and Interferometric Sum-Frequency Imaging of Strongly Coupled Phonon Polaritons in SiC Metasurfaces ” stellt eine neuartige Mikroskopiemethode vor, die eine beispiellose Visualisierung von Nanostrukturen und deren optischen Eigenschaften ermöglicht. Kontrolle von Licht mit Nanomaterialien Metamaterialien, die im Nanomaßstab konstruiert…