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SFB 986: Maßgeschneiderte Multiskalige Materialsysteme - M3
Fachliche Zuordnung
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Chemie
Maschinenbau und Produktionstechnik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Chemie
Maschinenbau und Produktionstechnik
Physik
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2012 bis 2024
Webseite
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 192346071
Das langfristige Forschungsziel des SFB 986 Maßgeschneiderte Multiskalige Materialsysteme ist, mittels funktionalisierter Bausteine multiskalige Materialien in makroskopischem Maßstab zu erschließen, die sich mit klassischen Techniken nicht herstellen lassen. Dabei werden nanoskalige elementare Funktionseinheiten der ersten Skalenstufe, wie zum Beispiel organisch funktionalisierte Nanopartikel, Metall-Nanostreben, Kern-Schale Teilchen oder Schichtpaare auf einer ersten Hierarchieebene bzw. der zweiten Skalenstufe verknüpft und die so entstandenen Aggregate dann auf weiteren, höheren Skalenstufen bzw. Hierarchieebenen systematisch angeordnet. Diese neuartigen Materialsysteme sollen zu qualitativ verbesserten mechanischen, elektrischen oder photonischen Eigenschaften führen oder sogar gänzlich neue Eigenschaftsprofile ermöglichen. Durch die Kooperation von Forscherteams aus Materialwissenschaft, Chemie, Physik, Verfahrenstechnik, und Mechanik streben wir an, die Gefügemerkmale gezielt auf das angestrebte Eigenschaftsprofil eines Materialsystems abzustimmen:• Elementare Funktionseinheiten sollen zu übergeordneten Strukturen angeordnet und dieses Prinzip soll über mehrere aufeinander aufbauende diskrete Skalenstufen fortgeführt werden.• Funktionsgebende und verbindende Phasen sollen zwischen den Bausteinen auf den verschiedenen Skalenstufen integriert werden.Im Projektbereich A werden durch die Zusammenführung von bottom-up und top-down Prozessen multiskalige hierarchische Materialsysteme angestrebt, wobei zunächst herausragende mechanische Eigenschaften im Vordergrund stehen. Der Projektbereich B zielt auf nanostrukturierte mehrphasige Materialsysteme mittels eines top-down Prozesses, die über mehrere diskrete Skalenstufen hinweg Festigkeit mit Funktion verbinden. Der Projektbereich C befasst sich mit anpassbaren und abstimmbaren multiskaligen photonischen Materialsystemen. Hier werden sowohl mittels bottom-up als auch mittels top-down Prozessen multiskalige Materialsysteme angestrebt, die maßgeschneiderte optische Absorptions-, Emissions-, Reflexions-, und Ladungsträgeremissionseigenschaften aufweisen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Oberflächenmodifizierte Nanokristalle: Bausteine für hierarchisch strukturierte Hochleistungswerkstoffe (Teilprojektleiter Vossmeyer, Tobias ; Weller, Horst )
- A02 - Copolymere und Linker als Bausteine für hierarchische Materialien (Teilprojektleiter Abetz, Volker ; Handge, Ulrich Alexander )
- A03 - Herstellung höherer hierarchischer Ebenen von Materialsystemen mit der Wirbelschichtgranulation und Diskrete-Elemente-Modellierung der Materialien (Teilprojektleiter Antonyuk, Sergiy ; Dosta, Maksym ; Heinrich, Stefan )
- A04 - Ab-initio basierte Modellierung der elektronischen und mechanischen Eigenschaften von Hybrid-Grenzflächen (Teilprojektleiter Müller, Stefan ; Vonbun-Feldbauer, Gregor )
- A05 - Mehrskalenmodellierung des mechanischen Verhaltens von Kompositwerkstoffen mit hierarchischer Struktur (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bargmann, Swantje ; Cyron, Christian Johannes ; Mosler, Jörn ; Scheider, Ingo )
- A06 - Herstellung und Charakterisierung hierarchischer, multifunktionaler Keramik-Polymer-Materialsysteme (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Giuntini, Ph.D., Diletta ; Schneider, Gerold A. )
- A07 - Adsorption organischer Säuren auf Oxidoberflächen und Nanostrukturen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Noei, Heshmat ; Stierle, Andreas )
- A08 - Molekulardynamische Simulation der Selbstassemblierung von organisch funktionalisierten keramischen Nanopartikeln (Teilprojektleiter Meißner, Robert Horst )
- B01 - Entwicklung von gerichteten (CNT) und 3-dimensional vernetzten Kohlenstoff basierten Nanokompositen (Teilprojektleiter Schulte, Karl )
- B02 - Hybridmaterialien auf Basis nanoporöser Metalle - Hierarchie, Mechanik und Funktion (Teilprojektleiter Weißmüller, Jörg )
- B03 - Beschreibung des makroskopischen Verhaltens von Grenzschichten basierend auf atomistischen Modellen (Teilprojektleiter Mosler, Jörn ; Müller, Stefan )
- B04 - Mikromechanisches Materialverhalten hierarchischer Werkstoffe (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Huber, Norbert ; Lilleodden, Erica ; Markmann, Jürgen )
- B06 - Multiphysikalische Modellierung und Simulation von Kompositwerkstoffen aus Metall und Polymer auf der Nanoskala (Teilprojektleiterin Bargmann, Swantje )
- B07 - Polymere in grenzflächenbestimmten Geometrien: Struktur, Dynamik und Funktion an planaren und in porösen Hybridsystemen (Teilprojektleiter Huber, Patrick ; Keller, Thomas Florian )
- B08 - Strukturentwicklung und mikromechanisch-elektrochemische Kopplung von hierarchischen nanostrukturierten Festkörpern (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Lilleodden, Erica ; Markmann, Jürgen )
- B09 - Mikrostrukturbasierte Klassifizierung und elektronenmikroskopische Analyse nanoporöser Metalle durch maschinelles Lernen (Teilprojektleiter Cyron, Christian Johannes ; Ritter, Martin )
- B10 - Funktionalisierung hierarchischer Materialien durch aktive organische Filme (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Mameka, Nadiia ; Meißner, Robert Horst ; Vonbun-Feldbauer, Gregor )
- C01 - Multiskalige photonische Materialien mit anpassbarer Absorption und thermischer Emission (Teilprojektleiter Eich, Manfred ; Petrov, Alexander )
- C02 - Multiskalige photonische Materialien mit anpassbarer radialer Anisotropie (Teilprojektleiter Eich, Manfred ; Petrov, Alexander )
- C03 - Lithographisch gesteuerte Assemblierung und ALD-Beschichtung von 2D- und 3D-Porenstrukuren für die Thermophotovoltaik und als thermische Barriereschichten (Teilprojektleiter Nielsch, Kornelius )
- C04 - Additive Fertigung durch Selbstassemblierung kolloidaler Suspensionen für maßgeschneiderte photonische Eigenschaften (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Pagnan Furlan, Ph.D., Kaline ; Schneider, Gerold A. )
- C05 - Oxidische Hochtemperatur-Schutzschichtsysteme mittels angepasster Porenstruktur (Teilprojektleiter Janssen, Rolf )
- C06 - Keramische Mikropartikel: Bausteine für photonische Hochtemperaturwerkstoffe (Teilprojektleiter Vossmeyer, Tobias ; Weller, Horst )
- C07 - Deposition und Stabilität von hochtemperaturfesten geschichteten Metamaterialien (Teilprojektleiter Störmer, Michael )
- C08 - Einstellbare radial anisotrope sowie schaltbare Nanostrukturen für photonische Anwendungen (Teilprojektleiter Blick, Robert H. ; Zierold, Robert )
- C09 - Lochemission aus anpassbaren metallischen Metamaterialien (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Eich, Manfred ; Graf, Matthias ; Mameka, Nadiia )
- C10 - Photonische Metamaterialien mit anpassbarer und schaltbarer Anisotropie durch Funktionalisierung von porösen Festkörpern mit Flüssigkristallen (Teilprojektleiter Huber, Patrick )
- MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiter Kautz, Christian )
- Z01 - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Schneider, Gerold A. )
- Z02 - Multiskalige Analyse von Strukturen und Prozessen mit Synchrotronstrahlung und Neutronen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Greving, Ph.D., Imke ; Müller, Martin ; Schreyer, Andreas )
- Z03 - Elektronenmikroskopie an multiskaligen Materialsystemen (Teilprojektleiter Krekeler, Tobias ; Ritter, Martin )
Antragstellende Institution
Technische Universität Hamburg
Beteiligte Hochschule
Universität Hamburg
Beteiligte Institution
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY); Helmholtz-Zentrum hereon GmbH
Institut für Werkstoffforschung
Institut für Werkstoffforschung
Sprecher
Professor Dr. Gerold A. Schneider