BMBF-Nachwuchsgruppe – NanoMatFutur für Katharina Koschek am Fraunhofer IFAM bewilligt

Stoßfänger und Seitenschweller aus einer FVK-Platte modelliert / Bildquelle: Fotolia/Vladislav Kochelaevs

Das Projektvorhaben „DuroCycleFVK – Recyclebare und umformbare Duromere zur Herstellung modulierbarer Faserverbundkunststoffe“ wurde im Rahmen des BMBF Nachwuchswettbewerbs – NanoMatFutur zur Förderung ausgewählt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt damit eine Nachwuchsgruppe um die Chemikerin Dr. Katharina Koschek am Fraunhofer IFAM in Bremen. Das Wissenschaftlerteam wird über einen Zeitraum von vier Jahren Faserverbundkunststoffe erforschen, die sich thermisch oder durch andere äußere Impulse reversibel umformen lassen.

Dr. Katharina Koschek leitet die BMBF-Nachwuchsgruppe am Fraunhofer IFAM / Bildquelle: Fraunhofer IFAM

Künstlerische Gestaltung aus FVK-Modellierung / Bildquelle: Fraunhofer IFAM/Andreas Lühring

Faserverbundkunststoffe (FVK) sind schon heute essenziell für den Leichtbau und ihre Bedeutung wird angesichts des Klimawandels in Zukunft weiter zunehmen. Insbesondere faserverstärkte Duromere sind für verschiedene Anwendungen von herausragender Relevanz. Im Vergleich zu anderen Polymerklassen zeichnen sie sich durch besonders gute mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit aus, die aus ihrer dreidimensional vernetzten Molekülstruktur resultieren. Der außerordentlich widerstandsfähige Verbund ist plastisch jedoch nicht mehr verformbar. Das limitiert den Einsatz großserienfähiger Fertigungsverfahren und macht eine stoffliche Verwertung ausgedienter Bauteile derzeit nahezu unmöglich.

Die Entwicklung formbarer Faserverbundkunststoffe mit Kohlenstoff- oder Naturfasern, die sich thermisch oder durch andere äußere Einflüsse reversibel umformen lassen, steht im Fokus der neuen Nachwuchsgruppe. Voraussetzung dafür ist die Entwicklung neuer dreidimensional vernetzter Kunststoffe, die unter bestimmten Bedingungen eine Umformung zulassen. Basierend auf solchen verformbaren Kunststoffen können dann einfache, flächige FVK durch großserienfähige Formgebungsprozesse (z. B. Tiefziehen) in komplexe Bauteile, wie beispielsweise Stoßfänger für Autos oder andere Strukturen aus dem Flugzeugbau überführt werden.

Es ist zu erwarten, dass Kunststoffe, die sich nachträglich umformen und in ihre Bestandteile auftrennen lassen, die Reparatur und Instandhaltung beschädigter sowie die stoffliche Verwertung ausgedienter Bauteile revolutionieren. Naturfasern als Alternative zur Kohlenstofffaser werden zusammen mit biobasierten Polymeren die Ökobilanz der verformbaren FVK verbessern und den Leichtbau zukunftsweisend prägen, so lautet die Prognose der Nachwuchswissenschaftlerin.

Dr. Katharina Koschek (Jahrgang 1979) hat nach einer Ausbildung zur Chemielaborantin am Fraunhofer IFAM ein Chemiestudium an der Universität Leipzig absolviert. Anschließend folgte die Promotion an der Freien Universität Berlin und am Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie zum Dr. rer. nat. in Chemie. Seit 2012 arbeitet sie am Fraunhofer IFAM im Bereich der Klebtechnik und Oberflächen und beschäftigt sich mit der Erforschung neuer Polymersysteme und deren Anwendung auf dem Gebiet der Faserverbundkunststoffe. Währenddessen hat sie bei einem mehrmonatigen Forschungsaufenthalt an der Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) an der Aufklärung von Reaktionsmechanismen reversibel verlaufender Reaktionen gearbeitet. Im Oktober 2014 wurde sie für das Fraunhofer-Förderprogramm Talenta excellence der Fraunhofer-Gesellschaft ausgewählt. Seit Februar 2015 ist sie Leiterin der Abteilung „Chemie der Faserverbundkunststoffe“.

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