Heroimage Institut Fuer Werkstoffmechanik V2
Werkstoffmechanik

Hybride Materialsysteme

Die Abteilung „Hybride Materialsysteme“ entwickelt Ansätze für das Design von Integrierten Werkstoffen. Dazu zählen Stoffe, die leicht und fest sind, aber zugleich als Funktionsmaterial fungieren können, etwa indem sie als Sensoren in Reaktion auf mechanische Spannungen elektrische Ströme erzeugen. Das hochfeste und zugleich leichte Grundgerüst dieser Materialsysteme bildet ein Netzwerk aus nanometerkleinen Metallstreben. Deren Oberflächen sind mit Polymeren dekoriert, die der Funktionalisierung dienen. Das Materialdesign nutzt so die Wechselwirkung zwischen elektrischen Potenzialen, dem reversibel gesteuerten Ein- und Ausbau von Fremdatomen, und der Mechanik. Um die Eigenschaften dieser Systeme zu optimieren, verwenden wir hierarchisch aufgebaute Strukturen, die auf unterschiedlichen Längenskalen selbstähnlich sind. Auf diese Weise entwickeln wir neuartige Leichtbauwerkstoffe sowie aktive Dehnungssensoren zum Einsatz für die Zustandsüberwachung von Bauteilen. Um die Virtualisierung der Materialentwicklung voranzutreiben, nutzen wir diese Materialien aufgrund ihrer hohen strukturellen Komplexität als herausfordernde Modellsysteme.