Ein neues Zentrum für die Werkstoffforschung

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Nummer 229 - Bochum, 02.07.2012

Ein neues Zentrum für die Werkstoffforschung

Gemeinsame Wissenschaftskonferenz bewilligt Forschungsbau ZGH

Höchstleistungswerkstoffe: Spitzenstellung für die RUB und den Standort Bochum

Knapp 40 Mio. € fließen in ein neues Gebäude mit Großgeräten zur Erforschung von Grenz- und Oberflächen in Werkstoffen an der Ruhr-Universität Bochum: Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz hat am 29.6.2012 den Forschungsbau „Zentrum für Grenzflächendominierte Höchstleistungswerkstoffe“ (ZGH) bewilligt. Mit der Förderung von Forschungsbauten (inkl. Großgeräten) wollen Bund und Länder die Konkurrenzfähigkeit der Forschung an Hochschulen im nationalen und internationalen Wettbewerb stärken. „Mit dem ZGH entsteht ein international sichtbares Zentrum, das sich in bisher einmaliger Art und Weise mit Werkstoffen für extreme Bedingungen, mit der Erforschung von Werkstoffgrenzflächen und mit der Kombination von Struktur und Funktion in neuartigen Werkstoffen beschäftigen wird.“, sagt ZGH-Sprecher Prof. Dr.-Ing. Alfred Ludwig (Sprecher des Materials Research Departments, Institut für Werkstoffe der RUB). Rektor Prof. Dr. Elmar Weiler freut sich über den bewilligten Forschungsbau: „Das ZGH wird Bochum auf diesem Gebiet eine internationale Spitzenstellung verschaffen.“

80 Forscherinnen und Forscher entwickeln im ZGH Höchstleistungswerkstoffe

Baubeginn ist voraussichtlich 2014; im Frühjahr 2016 soll das ZGH fertiggestellt sein. Mit einer Gesamtnutzfläche von 2.799 Quadratmetern verbindet es die Gebäude IA und IB auf der Nordseite des Uni-Campus. Das Zentrum bietet rund 80 zusätzlichen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern Platz, die fachübergreifend neue Höchstleistungswerkstoffe erforschen. „Materialforschung als großer gemeinsamer Forschungsschwerpunkt mehrerer Disziplinen wie Ingenieurwissenschaften, Chemie und Physik kennzeichnet das Profil der Ruhr-Universität und beruht auf einer jahrzehntelangen Tradition“, so Prof. Ludwig.

Know-how aus 20 Arbeitsgruppen

Das Forschungskonzept des ZGH fußt auf dem Know-how der Werkstoffforscher, die im fakultätsübergreifenden Materials Research Department (MRD) der RUB organisiert sind. ZGH Projekte kommen aus insgesamt ca. 20 Arbeitsgruppen; Forschungspartner an den Max-Planck-Instituten für Eisenforschung (Düsseldorf) und für Kohleforschung (Mülheim) sowie am Forschungszentrum Jülich und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sind beteiligt. Durch das ZGH werden die Kontakte zu führenden Institutionen der internationalen Materialforschung sowie der Industrie zielgerichtet weiter ausgebaut.

Forschungstransfer und Nachwuchsförderung

Hersteller und Anwender von Höchstleistungswerkstoffen, wie viele namhafte deutsche Industrieunternehmen, können von den zu erwartenden ZGH-Werkstoffinnovationen profitieren. Ein zu gründendes „Applied Competence Cluster“ erlaubt dazu den raschen Transfer von Forschungsergebnissen aus dem ZGH in die Industrie. Mehrere neue Juniorprofessuren und Nachwuchsgruppen werden zudem den wissenschaftlichen Nachwuchs verstärkt fördern. „Das ZGH wird sich hier als interdisziplinäres Nachwuchszentrum etablieren, das optimale Möglichkeiten bietet, um eine frühe wissenschaftliche Eigenständigkeit zu entfalten“, so Prof. Ludwig.

Werkstoff-Design durch Grenzflächen-Engineering

Ob in Turbinen für die Luftfahrt und zur Energieerzeugung, in automobilen Hybrid- oder Elektroantrieben, in elektrochemischen Zellen zur Energiespeicherung (z. B. Lithium-Ionen Batterien) oder bei der umweltfreundlichen Energieträgererzeugung und Energiewandlung in Brennstoffzellen und katalytischen Reaktoren: Eine lange Lebensdauer unter extremen Bedingungen – hohe Temperaturen, hohe Drücke oder aggressive Umgebungen – ist die wesentliche Anforderung an Höchstleistungswerkstoffe. Sie zeichnen sich durch sehr hohe strukturelle Integrität und gleichzeitige Multifunktionalität aus. Die Grenzflächen in diesen Werkstoffen können deren mechanische Eigenschaften deutlich verbessern und neue chemische oder elektronische Funktionalitäten erschließen. Das ZGH erforscht metallische, halbleitende und dielektrische Werkstoffe durch ein umfassendes Verständnis und Design von Grenzflächen. In drei Schwerpunkten werden mechanisch, chemisch und physikalisch dominierte Höchstleistungswerkstoffe durch ein verbessertes grundlegendes Verständnis und die Kontrolle von Grenzflächen auf atomarer Ebene und die Übertragung der Erkenntnisse auf makroskopische Werkstoffe gezielt weiterentwickelt. Die Forscher wollen dabei neuartige Werkstoffe mit bisher ungenutzten strukturell-funktionell kombinierten Eigenschaftsprofilen designen. Das erfordert eine intensive fachübergreifende Zusammenarbeit von Arbeitsgruppen der Werkstoffkonzeption, -modellierung, -synthese, -prozessierung und -charakterisierung. „In einem rohstoffarmen Land sind Höchstleistungswerkstoffe der Schlüssel zu neuen Produkten und Verfahren“, so Prof. Ludwig, „gerade im Hinblick auf die eng verzahnten Themen Energie, Mobilität und Umwelt.“ Zur Ausstattung des ZGH gehören modernste Verfahren zur Werkstoffcharakterisierung wie aberrationskorrigierte Transmissionselektronen-Mikroskopie und die dreidimensionale Atomsonden-Tomographie, mit denen Werkstoffe und ihre Grenzflächen von ihrer atomaren Struktur aus verstanden und dann gezielt entwickelt werden können. Die enge Verknüpfung von skalenübergreifenden Werkstoffsimulationen und experimentellen Ergebnissen auf atomarer, mikro- und makroskopischer Ebene zeichnet das ZGH-Forschungsprogramm besonders aus.

Redaktion

Jens Wylkop
Pressestelle RUB

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Alfred Ludwig, Institut für Werkstoffe, Sprecher des Materials Research Department (MRD) und des ZGH, Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-27492
alfred.ludwig@rub.de

Dr. Kerstin Gebhardt, Science Manager, Materials Research Department (MRD), Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-25929
kerstin.gebhardt@rub.de

 

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ZGH Studie

Erste Studie des ZGH von plan 4 architekten, München. Die Studie vermittelt einen Eindruck, wie das ZGH aussehen könnte; dies ist noch nicht der endgültige Entwurf.

© plan 4 architekten, München
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