Materialwissenschaft Folge

Werden Kunststoffe recycelt oder weiterverarbeitet, können gesundheitsschädliche Dämpfe oder Gase entstehen. Bislang wird dies nur stichprobenartig überprüft. Ein neues Senorsystem soll jetzt permanent im laufenden Betrieb die Luftqualität in der Kunststoffindustrie überwachen und Arbeiterinnen und Arbeiter vor Ort bei bedenklichen Konzentrationen warnen.

Das Forschungsteam von Professor Dirk Bähre an der Universität des Saarlandes verwandelt Metallbauteile aus dem 3D-Drucker berührungslos in äußerst präzise technische Spezialanfertigungen. Mit ihren neuartigen Verfahren formen sie auf Tausendstel Millimeter genau komplizierte Bauteile aus sehr belastbaren, aber leichten Metallen: Die Fertigungstechnikerinnen und -techniker kombinieren hierfür 3D-Druck und elektrochemisches Abtragen.

Eine hauchdünne, dehnbare Folie wird zum Sinnesorgan für die Technik: Als Beschichtung in einem smarten Arbeitshandschuh vermittelt sie dem Computer, wie genau sich Hand und Finger bewegen. Durch Klopfen oder Vibrieren kann sie mit dem, der den Handschuh trägt, kommunizieren. So können virtuelle und reale Arbeitswelt verschmelzen.

Ein intelligentes Implantat soll bei Knochenbrüchen sofort ab der OP die Heilung überwachen und bei Fehlbelastung warnen. Und: Es soll selbst aktiv durch Bewegungen gegensteuern, wenn nicht zusammenwächst, was zusammengehört: Das ist das Ziel einer interdisziplinären Forschergruppe unter Leitung des Unfallchirurgen Tim Pohlemann.

Auf der Weltraumstation ISS leben Astronauten über Monate isoliert von der Erde und können dennoch in Kontakt mit bedrohlichen Krankheitserregern kommen wie aktuelle Studien zeigen. Über häufig kontaktierte Oberflächen können sich die Bakterien vermehren und innerhalb der Raumstation ausbreiten. Um dies zu unterbinden, haben Professor Frank Mücklich und sein Team verschiedene Materialoberflächen mit Lasern auf Mikroebene strukturiert. Damit wird den Bakterien die Anhaftung an den Oberflächen deutlich erschwert.

Manche Werkstoffoberflächen müssen besonders glatt sein, etwa wenn ein Bauteil in einem Lager rotiert. Andere Werkstoffe wie zum Beispiel Elektrokontakte in einer vibrierenden Maschine sollen zuverlässig aneinanderhaften. Die dafür nötige Oberflächenbehandlung stößt bei komplex geformten 3D-Objekten aber häufig an Grenzen. Dies soll nun ein Forschungsprojekt ändern, das durch das europäische Interreg-Programm mit 2,1 Millionen Euro gefördert wird.

Jutta Luksch hat in ihrem Studium mitgeholfen, eine Weltneuheit zu entwickeln. Sie forschte im Rahmen von Praktika am Imperial College in London wie auch in Prag. Für ihre Messungen nutzte sie Spezialgeräte am Helmholtz-Zentrum Berlin und in Lyon – und: Sie hat schon wissenschaftliche Publikationen vorzuweisen. Jetzt erhält die Nachwuchsforscherin den Ulrich-Gonser-Preis.

Sie sind so stark, dass sie nicht nur als Aufprallschutz im Auto, sondern auch gegen Stoßwellen bei Sprengungen schützen: Die Materialforscher Stefan Diebels und Anne Jung können extrem belastbare und zugleich luftig leichte Metallschäume für vielseitige Anwendungen maßschneidern. Mit einem patentierten Beschichtungsverfahren schaffen sie poröse Werkstoffe etwa für den Leichtbau.

Er kann Raumluft und Flüssiges nach Bedarf kühlen oder erwärmen. Und er sieht aus, als hätte ihn James Bonds genialer Tüftler „Q“ persönlich entworfen: Der Prototyp, den das Forscherteam der Professoren Stefan Seelecke und Andreas Schütze von der Universität des Saarlandes entwickelt hat, transportiert Wärme mit „Muskeln“ aus Nickel-Titan.