Durchbrüche - Intelligente Werkstoffe

In der Programmlinie Durchbrüche wurden 2019 insgesamt fünf Projekte bewilligt. In einem zweistufigen Verfahren wurden die Projekte von externen Fachgutachter*innen bewertet und im Anschluss fünf Projekte von einer Auswahlkommission zur Förderung empfohlen. Die folgenden Projekte werden mit jeweils 4,5 Millionen Euro ab 2020 gefördert:

Karlsruher Institut für Technologie
Neuartige flüssig-applizierte keramische Solarzellen (KeraSolar)

Das Projektteam wird ein grundlegend neues Solarzellenkonzept erforschen: keramische Solarzellen. Durch die Verbindung der Photovoltaikforschung mit der Forschung an keramischen Funktionsmaterialien sollen die Vorteile verschiedener Solarzellentechnologien zusammengebracht werden: Die Druckbarkeit organischer Solarzellen, die Ferroelektrizität des Bleihalogenid-Perowskits und die Langzeitstabilität von kristallinen Solarzellen.

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Interaktive und Programmierbare Materialien (IPROM)

Ziel des Vorhabens ist es, neuartige technische Materialien zu entwickeln, die auf wechselnde Umgebungsbedingungen mit einer zuvor in das Material selbst einprogrammierten Antwort reagieren. Dadurch können sie sich an veränderte Umgebungsbedingungen anpassen, wie dies biologische Materialien schon seit Urzeiten tun. Bei Einwirken eines äußeren Stimulus verändern die programmierten Materialien in kürzester Zeit ihre innere Struktur und/oder ihre äußere Form. Materialien mit anpassungsfähigen Eigenschaften erlauben Innovationen beispielsweise im Bereich von intelligenten optischen Bauelementen, selbst-anpassenden medizinischen Prothesen, adaptiven Lichtleitsystemen oder interaktiven Architekturkomponenten. Weitere Informationen finden Sie hier.

Bauhaus-Universität Weimar
Funktionalisierung smarter Werkstoffe unter Mehrfeldanforderungen für die Verkehrsinfrastruktur

Für die Mobilität von morgen ist es dringend erforderlich, neue Materialkombinationen zu erforschen, die den steigenden Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit an die Verkehrsinfrastruktur gerecht werden. Beton wird hierfür aufgrund seiner positiven Eigenschaften z. B. in den Bereichen Formbarkeit, Tragfähigkeit und Wirtschaftlichkeit auch zukünftig das Basismaterial darstellen. Ziel ist es jedoch, einen intelligenten „Beton 2.0“ zu entwickeln, der als leistungsfähiger Werkstoff adaptiv und multifunktional ist.

Technische Universität Ilmenau
Memristive Werkstoffe für neuromorphe Elektronik (MemWerk)

Neue Arten der Informationsverarbeitung benötigen neue Werkstoffe, um zukunftsfähige energieeffiziente Informationstechnologien zu ermöglichen. Ziel des Vorhabens ist es, Werkstoffe mit Gedächtnis zu entwickeln für biologisch inspirierte (neuromorphe) Elektroniken. Diese sogenannten memristiven Werkstoffe können biologische Paradigmen der Informationsverarbeitung, wie Lernen und Gedächtnisbildung, extrem präzise nachbilden und bieten somit eine neue Hardwarebasis für die Informationstechnik.

Friedrich-Schiller-Universität Jena
Intelligente Substrate: Schaltbare Grenzflächen auf Basis multiresponsiver Hybridmaterialien

Das Projektteam erforscht programmierbare Materialien, mit deren Hilfe Grenzflächen zwischen organischer und anorganischer oder belebter und unbelebter Materie gezielt schaltbar werden. Ziel ist es, Durchbrüche im Bereich der intelligenten Werkstoffe mit anpassungsfähigen Oberflächeneigenschaften zu erreichen. Solche Werkstoffe sollen beispielsweise als schaltbare Kontakt- und Bindemittel, als intelligente Wundauflagen, in mikrobiellen Habitaten oder in nanophotonischen Bauelementen eingesetzt werden. Mit dem Projekt möchte die Universität Jena ihre Aktivitäten im Bereich der intelligenten Werkstoffe bündeln, ausbauen und in einen themenübergreifenden Forschungsverbund überführen.
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