Hier an der Uni, der Radio-Regenbogen-Campus-Report.
Neue Werkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften für die Autos und
Flugzeuge der Zukunft.
Das ist das Fernziel der Materialwissenschaft.
Aber auch in altbekannten Materialien wie Metallen und Kunststoffen
stecken noch viele Leistungsreserven.
Hat man erst einmal richtig verstanden, wie sie in ihrem Inneren
aufgebaut sind?
Das neue Karlsruher Institut für Technologie glänzt mit einem
international anerkannten Forschungsschwerpunkt für
Materialwissenschaften.
Sich mit den Werkstoffen, mit den Stoffen auseinanderzusetzen, ist
was, das Spaß macht, den Forschergeist wecken kann.
Ich selbst bin zu dem Thema gekommen, nicht weil ich gerne Dinge
kaputt mache oder zerbreche, sondern weil ich das ungemein spannend
finde, herauszufinden, wieso das passiert.
Professor Peter Gumsch ist die kindliche Entdeckerfreude anzumerken,
wenn er über sein Forschungsfeld, die Materialwissenschaften, spricht.
Dabei gehört der Leiter des Instituts für Zuverlässigkeit von
Bauteilen und Systemen der Uni Karlsruhe zur deutschen
Forschungselite.
Im vergangenen Jahr wurde ihm der mit 2,5 Millionen Euro dotierte
Leibnizpreis für seine Verdienste, um die Erforschung von
Bruchprozessen zu erkannt.
Wir haben jetzt begonnen mit der Verformung und der reinen Ermüdung.
Wenn Sie an einer Büroklammer biegen, dann wissen Sie, Sie können
diese verformen und sie bleibt dann verbogen.
Was im Inneren abläuft, verstehen wir noch nicht so ganz in
allerletzten Details und da muss man sich dann Modelle machen.
Unsere Modelle hier greifen auf die elementare atomare Struktur des
Materials zurück und beschreiben diese Verformung über einzelne kleine
Gitterdefekte, die Versetzungen und wie die sich dann im Material
bewegen.
Größte Schwierigkeit beim Verständnis dieser Vorgänge im Inneren der
Stoffe ist der Übergang von der atomaren Ebene auf die Größe eines
Werkstücks.
Man kann von der chemischen Bindung Vereinfachungen durchführen.
Dann kommt aber gleich der nächste Schritt, dass man zu den
Gitterdefekten muss und der Aufbau des Werkstoffs beinhaltet noch
weitere Skalen.
Zum Beispiel besteht eben die Büroklammer in ihrem Querschnitt aus
etwa 1000 kleinen Körnchen und jedes einzelne Korn ist dann ein
einzelner Kristall.
Und so muss man also auf mehreren Ebenen solche Homogenisierungen
durchführen und die sind sehr schwierig.
Sind die Karlsruher Materialforscher erfolgreich, wird sich die
Lebensdauer vieler Produkte deutlich verlängern lassen.
Stefan Fuchs, Karlsruher Institut für Technologie.