Materialien für die Industrie von morgen

Umweltfreundliche weiße Folie nach dem Vorbild von Käferpanzern oder präzise Schnelldruckverfahren für mikroskopisch kleine Strukturen. Im KIT-Zentrum Materialien entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unter anderem nanostrukturierte Materialien und umweltfreundliche Technologien von der Grundlagenforschung bis zum wirtschaftlich verwertbaren Produkt. Dabei arbeiten Forschergruppen aus den Natur-, Ingenieur- und Lebenswissenschaften  zusammen. Die digitalisierte Wirtschaft braucht neue Materialien und Methoden für immer komplexere Anwendungen: Anwender aus Forschung und Industrie kommen auf der Plattform MaterialDigital  zusammen. Sieunterstützt bei Digitalisierungsaufgaben für Materialien.

3D Matter Made to Order

Die gemeinsam von KIT und Universität Heidelberg getragene Initiative „3D Matter Made to Order” ist eines bei der aktuellen Exzellenzstrategie geförderten Cluster. Er verfolgt in der Verbindung von Natur- und Ingenieurwissenschaften einen stark interdisziplinären Ansatz. Der geplante Forschungscluster nimmt dreidimensionale additive Fertigungstechniken in den Blick – von der Ebene der Moleküle bis hin zu makroskopischen Abmessungen. So sollen Bauteile und Systeme im Nanodruckverfahren mit höchster Prozessgeschwindigkeit und Auflösung entstehen und die Voraussetzungen für neuartige Anwendungen in Material- und Lebenswissenschaften schaffen.

Weitere Forschungshighlights

Für die Entwicklung einer weißen Polymerfolie nahm sich ein Forscherteam den weißen Panzer eines Käfers zum Vorbild und erreichte damit eine weiße Optik ohne Einsatz von umweltbelastendem Titandioxid. Neue Materialien werden gegenwärtig noch nicht am Computer berechnet, sondern müssen synthetisiert und ihre Eigenschaften experimentell bestätigt werden. In der Initiative Virtuelle Materialentwicklung (VirtMat) arbeiten Forscherinnen und Forscher daran, neue Materialien für die mikroskopische Welt zu simulieren, statt zu vermessen. Geforscht wird an zwölf ausgewählten Themen, die von grundlegenden Problemen der Quantenphysik bis hin zu angewandten Fragestellungen reichen, beispielsweise wie effizientere Materialien für Handy-Displays hergestellt werden können. Zunehmend sind in der Materialwissenschaft Drucktechniken im Einsatz. Insbesondere beim 3D-Druck kommt es auf äußerste Präzision und Druckgeschwindigkeit an. Forscherinnen und Forscher haben ein System entwickelt, mit dem sich in bisher noch nicht erreichter Geschwindigkeit hochpräzise, zentimetergroße Objekte mit submikrometergroßen Details drucken lassen. Auch druckbare Elektronik spielt in Zeiten der Digitalisierung eine zentrale Rolle und könnte die Siliziumtechnik ersetzen. Statt der starren Wafer aus Silizium können Schicht für Schicht aufgetragene Trägermaterialien mehr unterschiedliche Funktionen und auch andere Formen haben. Zugleich ist die Auswahl an Trägermaterialien groß, diese können im Unterschied zu den starren Wafern biegsam sein.