TU Chemnitz ist an neuem Graduiertenkolleg zu Metamaterialien beteiligt
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Graduiertenkolleg (GRK) 2868 „D³ - Datengetriebenes Design resilienter Metamaterialien“ an der TU Dresden bewilligt – TU Chemnitz und TU Bergakademie Freiberg sind daran beteiligt
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Grafik: TU Dresden
Mehr als 20 Nachwuchsforscherinnen und -forscher der Technischen Universität Dresden, der Technischen Universität Chemnitz und der TU Bergakademie Freiberg werden ab Oktober 2023 im Rahmen des Graduiertenkollegs (GRK) 2868 „D³ - Datengetriebenes Design resilienter Metamaterialien“ digitale Methoden zur Exploration neuer Materialien entwickeln. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert D³ mit ca. 6,5 Millionen Euro inklusive einer Programmpauschale für zunächst fünf Jahre. Dies beschloss der zuständige Bewilligungsausschuss der DFG im Mai 2023.
Angeleitet werden die Nachwuchsforscherinnen und -forscher von einem interdisziplinären Team von Expertinnen und Experten aus den Fachgebieten Mechanik, Materialwissenschaften, Mathematik, Physik und Informatik, die an den drei beteiligten sächsischen Universitäten forschen. Sprecher des Graduiertenkollegs ist Markus Kästner, Professor für Numerische und Experimentelle Festkörpermechanik an der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden. Prof. Dr. Sibylle Gemming, Inhaberin der Professur Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme, leitet die Forschungsarbeiten an der TU Chemnitz.
„Der digitale Wandel der Ingenieur- und Materialwissenschaften bietet ein riesiges Innovationspotential. In D³ qualifizieren wir die zur Realisierung der Transformation benötigten ‚digital natives‘, die exzellentes Fachwissen in klassischen Fachdisziplinen mit Kompetenzen aus den Bereichen maschinelles Lernen und Datenanalyse kombinieren. Dazu gestalten wir ein internationales, innovatives und kollaboratives Forschungsumfeld“, erläutert Kästner.
Im Mittelpunkt der Forschung stehen mechanische Metamaterialien, die über innere geometrische Strukturen verfügen, die zu Eigenschaften führen, die sich deutlich vom zugehörigen Grundwerkstoff unterscheiden. Das Design der inneren Struktur ermöglicht maßgeschneiderte, zum Teil außergewöhnliche Eigenschaften für Anwendungen im Mobilitäts-, Medizin- und Energiesektor. Die in D³ geplanten Untersuchungen zielen sowohl auf die mechanische Leistungsfähigkeit als auch auf die Nachhaltigkeit der neuen Materialien ab. „Die Vision von D³ ist es, einen vollständig digitalen, datengetriebenen Ansatz für die Gestaltung von Metamaterialien zu entwickeln und anzuwenden, der auch auf andere Materialsysteme übertragbar ist“, so Kästner weiter.
„Dazu sollen das Versagensverhalten der Materialien analysiert und die Grundmaterialien durch zusätzliche Funktionalisierung hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit optimiert werden. Mithilfe additiver Fertigungstechnologien werden die Materialstrukturen ressourcenschonend aufgebaut und durch anschließende Oberflächenbehandlung an den Einsatzbereich angepasst“, erläutert Gemming. An der TU Chemnitz steht insbesondere die Oberflächenmodifikation der gedruckten metallischen Werkstücke im Fokus. In computergestützten Simulationen werden vor allem organische Materialien hinsichtlich ihrer Stabilität und Funktionalität als biokompatible, reibungsmindernde oder korrosionsbeständige Beschichtung evaluiert.
Weitere Informationen erteilen Prof. Dr. Markus Kästner, Professur für Numerische und Experimentelle Festkörpermechanik der TU Dresden, Telefon +49 (0)351 463-43065, E-Mail markus.kaestner@tu-dresden.de, sowie Prof. Dr. Sibylle Gemming, Professur Theoretische Physik quantenmechanischer Prozesse und Systeme der TU Chemnitz, Telefon +49 (0)371 531-33531, E-Mail sibylle.gemming@physik.tu-chemnitz.de.
Mario Steinebach
17.05.2023
