Technische Universität Darmstadt Ernst-Berl-Institut für Technische und Makromolekulare Chemie

Kernthema des Profilbereiches ist die erfolgreiche Entwicklung neuer Materialien sowie deren Überführung in innovative Produkte. Voraussetzung ist eine genaue Analyse der dahinter stehenden Wertschöpfungsketten und Nutzungsszenarien.

Hierbei sollen sowohl erfolgreiche als auch gescheiterte Beispiele bei der Überführung einer Material- in eine Produktinnovation im Detail untersucht werden. Daraus sind geeignete Strategien abzuleiten, die eine effiziente Entwicklung innovativer Produkte erlauben. Die thematischen Schwerpunkte beinhalten die Funktionalität und Effizienz neuer Materialien, deren Herstellung, Verarbeitung, Auslegung und Weiterveredlung bis hin zum marktfähigen Produkt. Dabei stehen modulare Bauteile und Werkstoffkonzepte, wie Werkstoffverbunde und Verbundwerkstoffe im Vordergrund der Forschung.

Den besonderen Fokus des Profilbereichs stellen Funktionsmaterialien wie z.B. anisotrope Materialien, magnetokalorische Werkstoffe, Glaskeramiken, Hochtemperaturwerkstoffe, Permanentmagnete, photovoltaische Materialien, Piezo- Thermo- und Ferroelektrika, Polymer- werkstoffe und Biokunststoffe und deren potentielle Interaktion mit ihren Trägermaterialien dar.

Die Herstellungsprozesse sind fokussiert auf die additive Fertigung, wie z.B. selektives Laser- und Elektrostrahlschmelzen, Umform-, Füge- und Beschichtungstechniken sowie 3D-Drucken mit dem Ziel, innovative marktfähige Produkte herzustellen. Die (unvollständige) Liste der Anwendungsbereiche beinhaltet u. a. smarte Maschinenelemente, Papier- und Sandwichpaneele, elektronisch steuerbare Hochfrequenzkomponenten, Antennensysteme, Dünnglasverbunde, adaptive Fassadenelemente u.v.a.

Dabei stehen die ressourcenschonende Herstellung und Nachhaltigkeit der Werkstoffe im Vordergrund. Horizontal werden die drei vertikalen Säulen der Forschungsschwerpunkte „Materialien – Prozesse – Produktinnovation“ durch die Querschnittsthemen i) Bewertung hinsichtlich Kritikalität, Effizienz und Funktionalität und ii) Synthese und Gestaltung in Bezug auf Substitution, Recycling und Rohstoffe verknüpft.

Zur Erreichung der Ziele kooperieren WissenschaftlerInnen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften in gemeinsamen Verbundforschungsvorhaben. Diese sind u.a. der im Antrag befindliche SFB 1189 „Mechanisch einstellbare elektrische Leitfähigkeit“, der laufende SFB 805 „Beherrschung von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus“, der LOEWE-Schwerpunkt RESPONSE „ressourcenschonende Permanentmagnete“, der LOEWE-Projektantrag „BAMP! – Bauen mit Papier„, der LOEWE Schwerpunkt “iNAPO – Sensoren im Nano-Maßstab nach dem Vorbild der Natur„, die in Vorbereitung sich befindende SFB-Initiative “Funktionale Papiere" und weitere.