Fünf internationale Projekte zur Materialforschung für nachhaltige Zukunftstechnologien am IPF gestartet

Werkstoffe 07. 08. 2022
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Am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF) sind im Juni beziehungsweise Juli 2022 fünf neue internationale Materialforschungsprojekte gestartet, die im Rahmen des M-ERA.NET-Programms in den Bereichen Materialforschung, Werkstofftechnologie und Batterieforschung eingeworben wurden und für jeweils drei Jahre gefördert werden.

Drei der neuen Projekte werden vom IPF koordiniert. Forschende aus dem IPF haben damit einen beträchtlichen Anteil am großen Erfolg sächsischer Forschungseinrichtungen in der jüngsten Ausschreibungsrunde des Programms, das von der EU aufgelegt wurde und von nationalen Förderorganisationen in den Ländern der beteiligten ­Einrichtungen in Europa und darüber hinaus finanziert wird. Sächsische Partner sind nach IPF-­Angaben an 29 Kooperationsprojekten und damit fast an der Hälfte aller europaweit ­geförderten Vorhaben beteiligt. In den neuen ­Projekten kooperieren Forschungs- und Industriepartner, um effiziente, nachhaltige und zuverlässige Lösungen für ­Zukunftstechnologien, unter anderem in den Bereichen Mobilität, Energie, Leichtbau und Smart Materials zu entwickeln und in die Anwendung zu bringen. Vom IPF in Dresden werden dabei die Projekte InsBioration, GRADIENT und ModEl-
FuturE
­koordiniert.

InsBioration

Das Projekt InsBioration (Bio-inspired interfaces for the development of next generation degradable multi-phase materials) zielt auf die Entwicklung von Technologien für die grüne Herstellung von Materialien und deren Recycling. Sie sollen heute etablierte Verfahren mit hohem Energieverbrauch und Einsatz gefährlicher Stoffe ablösen und Abfälle verringern. Konkret geht es um eine universelle Plattform für bioinspirierte Oberflächen- und Grenzflächendesigns, die auf Dopamin, einer Substruktur der Proteine von Muschelklebstoff, basiert.

Oberflächenbeschichtung oder das Verbinden von Werkstoffkomponenten mit einem dem natürlichen Klebstoff von zum Beispiel Miesmuscheln nachempfundenen ­Material eröffnet ganz neue Optionen, beispielsweise für die umweltfreundliche, chrom(VI)freie Metallisierung von Kunststoffen, für keimabweisende/anti-bakterielle Oberflächen und biologisch abbaubare Energiespeicher wie Batterien oder Super-Kondensatoren. Schon in wenigen Jahren sollen die Projektergebnisse des multidisziplinären Konsortiums von Forschenden und Industrie aus Deutschland, Frankreich, Rumänien, Slowenien und Finnland Innovationen europäischer Hersteller in die Lage versetzen, nachhaltige Produktionsprozesse und eine Kreislaufwirtschaft für die Materialien zu schaffen.

Die wissenschaftliche Koordination bei diesem Projekt liegt bei Dr. Cordelia Zimmerer, IPF (E-Mail: zimmerer@ipfdd.de)

GRADIENT

Leistungstransformatoren und Schaltanlagen sind Schlüsselkomponenten in Stromnetzen. Ihre Verfügbarkeit und Robustheit haben einen entscheidenden Einfluss auf die Zuver­lässigkeit und Rentabilität insbesondere beim künftigen Ausbau der ­Stromnetze. Hergestellt aus Hochleistungs-Faserverbund­werkstoffen, hängt ihre mechanische und dielektrische Festigkeit stark von der Grenzschicht zwischen Faser und ­umgebender Matrix ab, da dort mikroskalige Schädigungen ihren Ursprung haben. Das Projekt GRADIENT (Graded interphases for enhanced dielectric and mechanical strength of fiber-reinforced composites) widmet sich daher der Optimierung dieser Grenzschicht. Entwickelt werden Ansätze zur Reduzierung von Spannungskonzentrationen in der Grenzschicht und zur Vermeidung von Steifigkeitsunterschieden zwischen Faser und Matrix sowie neue Methoden und Validierungswerkzeuge für die Grenzschichtoptimierung, die in allen Marktsektoren für Verbundwerkstoffe benötigt werden.

Die Partner des IPF in diesem Vorhaben sind Universitäten aus Schweden und Lettland sowie ein schwedisches Unternehmen. Wissenschaftliche Koordinatorin ist Dr.-Ing. Christina Scheffler, IPF (E-Mail: scheffler@ipfdd.de).

ModEl-FuturE

Das Projekt ModEl-FuturE (Modelling wear of intrinsically self-healing elastomers for reduced particle emission and improved lifetime performance in future e-mobility concepts) soll den Weg für den Einsatz einer neuen Generation von Elastomermaterialien ebnen. Damit sollen zum Beispiel bei Reifen von Elektroautos der Abrieb reduziert und eine höhere Zuverlässigkeit erreicht werden. Dafür werden komplexe Simulationsmethoden und spezifische Prüfmethoden entwickelt, um die Lebensdauer von Elastomerprodukten besser vorhersagen zu können, und neue Materialkonzepte erforscht. Die Projektpartner kommen von der TU Dresden, Institut für Dynamik und Statik der Tragwerke, aus Tschechien (Universität Zlin) und Frankreich (Universität Marseille). Wissenschaftlicher Koordinator ist Prof. Dr.-Ing. Sven Wießner, IPF (E-Mail: wiessner@ipfdd.de).

Außerdem sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des IPF an den folgenden Projekten beteiligt:

  • MBrace (Multi-matrix composites for fashionable, customized and evolvable braces)
    Entwicklung von innovativen Stützkorsetten mit optimierter medizinischer ­Funktion und hohem Tragekomfort für die Skoliose­behandlung; Koordination: Technische Universität Dresden, Institut für Biomedizinische Technik; Projektleiter am IPF: Prof. Dr.-Ing. Axel Spickenheuer
  • LIFOMUL 3D (LIgnin FOrmulations for MULtimaterial 3D printing of microneedle electrode)
    Entwicklung von lignin-/zellulosebasierten Materialien für die additive Fertigung von Teilen für medizinische Anwendung mit hoher Auflösung und aus erneuerbaren Ressourcen; Koordination: AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Österreich; Projektleiter am IPF: Dr. Julian Thiele

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