Professur für Processing of Complex Structured Materials for Demanding Environments
Ressourceneffiziente Entwicklung von komplex strukturierten Materialien
Die Professur "Complex Structured Materials" widmet sich der Entwicklung fortschrittlicher Werkstofflösungen durch kolloidale Verarbeitungsprozesse mit Schwerpunkt auf der additiven Fertigung. Die Forschung befasst sich mit den Herausforderungen der Integration von strukturellen und funktionalen Eigenschaften in Komponenten, um effiziente Systeme in den Bereichen Energie, Luft- und Raumfahrt sowie Umwelt zu entwickeln. Im Einklang mit dem ganzheitlichen Forschungsansatz des Instituts für Materials Resource Management werden Recyclingfähigkeit, Wiederverwendung von Materialien und Datenmanagement für die Digitalisierung in der gesamten Material- und Prozessentwicklungskette berücksichtigt. Die Professur bildet ein Forschungscluster mit dem Lehrstuhl für Materials Engineering und der Juniorprofessur Data-driven Product Engineering and Design.
Aktuelles
Im Rahmen der CIMTEC Konferenz in Montecatini Terme in Italien wurde Prof. Barg für einen Vortrag mit dem Titel "3D Printed Functional MXene based Ceramics" eingeladen. In der Session "0D, 1D and 2D nanomaterials and nanostructures and soft-condensed matter", welche zum Track "Computational Tools in Materials Synthesis and Processing Science" gehörte, berichtete Sie über die aktuelle Forschung der Gruppe Complex Structured Materials im KI-Produktionsnetzwerk.
Neben vielen interessanten Diskussionen ergab sich auf der Konferenz auch eine gute Möglichkeit andere Forschende auf dem Gebiet der 2D-Materialien, Additiven Fertigung und der datengetriebenen Optimierung kennenzulernen. Unter anderem einen der Entdecker der MXene an denen in der Gruppe geforscht wird.
Auch bei der diesjährigen Langen Nacht der Wissenschaft der Stadt Augsburg war ein Science Slam der Auftakt für ein buntes Programm aus Vorträgen und Info-Ständen. Mit Ihrem Slam "MXimal Funktional - Herrscher über das Dimensionale Chaos" konnte Michéle Scholl die ZuschauerInnen nicht nur zum Lachen bringen, sondern auch erklären wie MXene hergestellt werden und warum deren Eigenschaften so interessant sind.
Wie bei Science Slams üblich, wurde der beste Slam durch die Lautstärke des Publikums bestimmt. Der MXene-Slam konnte das Publikum auf ganzer Linie überzeugen und brachte Michéle Scholl den ersten Platz ein!
Die Mädchen wurden in kleinen Gruppen durch unser Institut geführt und konnten an verschiedenen Stationen interaktive Experimente durchführen. An unserer Station konnten die Mädchen eine Blume in flüssigen Stickstoff tauchen und anschließend auf einem Tisch zerschlagen. Die Mädchen waren begeistert von diesem Experiment und waren erstaunt über die zerbrechliche Struktur der gefrorenen Blume.
Zusätzlich zeigten wir den Mädchen ein Experiment mit einer Wasser-Stärke-Lösung, bei dem wir ihnen das Materialverhalten von nicht newtonschen Flüssigkeiten erklärten. Das unerwartete Verhalten dieser Mischung eignet sich perfekt für ein kleines Experiment, welches man auch zuhause nachmachen kann.
Um den Tag noch spannender zu gestalten, veranstalteten wir einen Flugwettbewerb mit 3D-gedruckten Seifenblasen-Fliegern. Die Mädchen waren begeistert von dieser Idee und hatten viel Spaß beim Testen ihrer eigenen Flugzeuge. Die Gruppensiegerin erhielt einen weitere 3D-gedruckten Flieger, der auch ohne Seifenblasen auskam und die Gesamtsiegerin des Tages bekamm einen gedruckten Pokal, der beim gemeinsamen Mittagessen verliehen wurde.
Insgesamt war der Girls' Day ein voller Erfolg. Wir hatten viele interessierte und begeisterte Mädchen bei uns im Institut und haben uns gefreut, ihnen einen Einblick in die Materialwissenschaften zu geben. Wir hoffen, dass wir durch solche Veranstaltungen dazu beitragen können, mehr Mädchen für die Naturwissenschaften zu begeistern und dazu ermutigen können, in diesem Bereich zu studieren oder zu arbeiten.
Im Zuge eines Forschungsstipendiums der Alexander von Humboldt-Stiftung ist Dr. Alexander Khort für zwei Jahre an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Universität zu Gast. Dort forscht der Chemieingenieur bei Prof. Dr.-Ing. Suelen Barg, die die Professur für Complex Structured Materials am Institut für Materials Resource Management (MRM) innehat.
Der Materialforscher Dr. Alexander Khort kommt von der Königlich Technischen Hochschule (KTH) Stockholm. In seine Forschung konzentriert sich er sich unter anderem auf die Entwicklung neuer Methoden zur Herstellung intelligenter Nanomaterialien, die Untersuchung ihrer Eigenschaften und möglichen Anwendungen sowie die Untersuchung des Abbauverhaltens. An der KTH Stockholm ist der Post-Doc seit vielen Jahren Mitglied eines Teams, das sich mit Oberflächen- und Korrosionswissenschaft beschäftigt. Dort wirkte er bereits an zahlreichen Veröffentlichungen mit.
Auswirkungen komplexer Nanostrukturen auf die Umwelt
„Von der Zusammenarbeit mit Professor Barg erhoffen wir uns Experten-Input für die Arbeit mit sogenannten MXenen“, so Alexander Khort. MXene sind eine neue Art von funktionellen 2D-Materialien. Ziel der Experimente in Augsburg ist es, die zweidimensionalen MXene zu modifizieren und zu komplexeren Strukturen zu kombinieren. „Wir wollen dann die funktionellen Eigenschaften dieser Strukturen untersuchen und auch herausfinden, wie sie mit der Umwelt interagieren“, erklärt der Materialforscher weiter.
Die erwarteten Ergebnisse könnten unter anderem Aufschluss über den Aufbau und die Funktionsweise von MXen-basierten Verbundwerkstoffen für mögliche Anwendungen in Bereichen wie Katalyse, Halbleitersensoren und additiver Fertigung geben. Außerdem wollen die Forschenden untersuchen, welche Auswirkungen solche komplexen Nanostrukturen auf die Umwelt haben. Wichtig könnte dies für die Gestaltung künftiger EU-Richtlinien zum Umgang mit Nanomaterialien sein.
Dr. Khorts Forschungsaufenthalt an der Universität Augsburg wird durch das Humboldt-Forschungsstipendium für erfahrene Forschende finanziert.
Auf der Konferenz aller werkstofftechnischen und materialwissenschaftlichen Studiengänge (KaWuM) treffen sich jedes Semester verschiedene Fachschaften mit werkstofftechnischem oder materialwissenschaftlichen Hintergrund aus ganz Deutschland, um über fachliche und hochschulpolitische Themen zu diskutieren. Neben Exkursionen und Fachvorträgen gehört auch ein MatWerk-Slam zum Rahmenprogramm der Bundesfachschaftentagung.
Mit mehr als 150 Zuschauern war dieser Slam der bisher größte einer KaWuM. Fünf Slammer hatten die Möglichkeit ihre Forschung auf unterhaltsame und kreative Weise zu präsentierten. Die verschiedenen Themen reichten von Mikrostrukturanalyse, über Nanomaterialien bis hin zur Nullpunktentropie von Gläsern. Es war eine großartige Möglichkeit, die Forschung hautnah zu erleben und den Slammern zuzuhören, wie sie komplexe Themen in einfacher und ansprechender Art und Weise vermitteln konnten.
Der Science Slam von Michéle Scholl mit dem Tital "MXimal funktional - Herrscher über das dimensionale Chaos" handelte von der Synthese von MXenen und deren Einsatz in 3-dimensionalen Strukturen. Mit ihrem Vortrag erreichte sie den dritten Platz und durfte sich über eine kleine 3D-gedruckte Trophäe freuen, die das Maskottchen der KaWuM darstellt.
Weitere Infos zur KaWuM sind unter www.kawum-matwerk.de zu finden.
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Am 27. April fand bei uns im Institut der Girls' Day statt, an dem insgesamt 20 Mädchen teilnahmen. Wir hatten uns darauf vorbereitet, den Mädchen einen Einblick in die Welt der Materialwissenschaften zu geben und sie für unsere Forschung zu begeistern.
Die Mädchen wurden in kleinen Gruppen durch unser Institut geführt und konnten an verschiedenen Stationen interaktive Experimente durchführen. An unserer Station konnten die Mädchen eine Blume in flüssigen Stickstoff tauchen und anschließend auf einem Tisch zerschlagen. Die Mädchen waren begeistert von diesem Experiment und waren erstaunt über die zerbrechliche Struktur der gefrorenen Blume.
Zusätzlich zeigten wir den Mädchen ein Experiment mit einer Wasser-Stärke-Lösung, bei dem wir ihnen das Materialverhalten von nicht newtonschen Flüssigkeiten erklärten. Das unerwartete Verhalten dieser Mischung eignet sich perfekt für ein kleines Spielzeug, welches die Mädchen, abgefüllt in einen Luftballon, mit nach Hause nehmen konnten.
Um den Tag noch spannender zu gestalten, veranstalteten wir einen Flugwettbewerb mit 3D-gedruckten Seifenblasen-Fliegern. Die Mädchen waren begeistert von dieser Idee und hatten viel Spaß Testen ihrer eigenen Flugzeuge. Die Gruppensiegerin erhielt einen weitere 3D-gedruckten Flieger, der auch ohne Seifenblasen auskam und die Gesamtsiegerin des Tages bekamm einen gedruckten Pokal, der beim gemeinsamen Mittagessen verliehen wurde.
Insgesamt war der Girls' Day ein voller Erfolg. Wir hatten viele interessierte und begeisterte Mädchen bei uns im Institut und haben uns gefreut, ihnen einen Einblick in die Materialwissenschaften zu geben. Wir hoffen, dass wir durch solche Veranstaltungen dazu beitragen können, mehr Mädchen für die Naturwissenschaften zu begeistern und dazu ermutigen können, in diesem Bereich zu studieren oder zu arbeiten.
Am 21. April hatten wir einen erfolgreichen Tag der offenen Tür in unserem Institut! Wir hatten die Gelegenheit, unsere Forschung vorzustellen und den Besuchern zu zeigen, was wir in unserem Labor tun.
Am Vormittag konnten die neuen Professorinnen und Professoren in einem Symposium ihre Vorschungsthemen vorstellen. Am Nachmittag standen hingegen die Labore und Vorführungen im Vordergrund. Zu bestimmten Terminen starteten wir mit einer kurzen Präsentation über unsere Forschungsschwerpunkte und -ergebnisse. Wir erklärten den Besuchern, welche Materialien wir untersuchen und wie wir unsere Experimente durchführen. Die Besucher waren sehr interessiert und stellten viele Fragen, was uns sehr gefreut hat.
Als nächstes führten wir ein Schauexperiment zum Freeze Casting durch. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von porösen Materialien. Wir zeigten den Besuchern, wie man eine Suspension in eine Form gießt, und dieses mithilfe von flüssigem Stickstoff gefriert, um ein poröses Material mit einer bestimmten Struktur zu erzeugen. Die Besucher waren beeindruckt von diesem Prozess und stellten Fragen dazu. Wir hatten auch einige Beispiele von unseren Forschungsergebnissen zur Schau gestellt.
Als zusätzliches Highlight hatten wir auch kleine Geschenke für die Besucher vorbereitet, die wir mit unserem 3D-Drucker hergestellt hatten. Die Besucher konnten sich über Lesezeichen mit dem Logo des MRM freuen, die sie als Erinnerung an den Tag der offenen Tür mit nach Hause nehmen konnten.
Insgesamt war der Tag der offenen Tür ein voller Erfolg. Wir hatten viele Besucher und haben uns über das große Interesse an unserer Forschung gefreut. Wir hoffen, dass wir auch in Zukunft die Gelegenheit haben werden, unsere Forschung zu präsentieren und Menschen für die Materialwissenschaften zu begeistern.
Wir hatten einen fantastischen Kindernachmittag in den Osterferien! Fünf Kinder im Alter von 6-12 Jahren hatten die Gelegenheit, einen Nachmittag lang kleine Experimente in unserem Labor durchzuführen und dabei viel Spaß zu haben.
Wir starteten den Nachmittag mit einer Demonstration der Verwendung von flüssigem Stickstoff. Die Kinder waren begeistert zu sehen, wie der Stickstoff die Luft um sich herum abkühlte und den Nebel bildete. Wir erklärten ihnen, wie man mit flüssigem Stickstoff arbeitet und welche Vorsichtsmaßnahmen zu beachten sind.
Danach legten wir gemeinsam einen chemischen Garten an, der bei den Kindern für große Augen sorgte. Wir erklärten den Kindern, welche chemischen Reaktionen bei diesem Experiment ablaufen und welche Materialien dazu benötigt werden.
Als nächstes zeigten wir den Kindern, wie man die Flammenfärbung durchführt. Die Kinder waren fasziniert, als wir verschiedene Salze in die Flamme hielten und sie dann in verschiedenen Farben aufleuchtete. Wir erklärten den Kindern, wie die Farben zustande kommen und welche Salze verwendet werden können.
Zum Abschluss des Nachmittags gab es ein besonderes Highlight: Stickstoffeis! Die Kinder staunten, als wir das Eis zusammen vorbereiteten. Aber nicht nur optisch war das Eis ein Hingucker, auch der Geschmack begeisterte alle Teilnehmer.
Insgesamt war der Kindernachmittag ein großer Erfolg. Die Kinder hatten viel Spaß beim Experimentieren und Lernen. Wir hoffen, dass wir in Zukunft weitere solcher Veranstaltungen organisieren können, um junge Menschen für Wissenschaft und Forschung zu begeistern.
Wir hatten das Vergnügen, eine Schülerin der 9. Klasse bei uns im Institut begrüßen zu dürfen. Sie absolvierte bei uns ein Praktikum und konnte eine Woche lang unser Labor besuchen und uns bei verschiedenen Experimenten unterstützen.
Während ihres Praktikums hatte sie die einzigartige Gelegenheit, zu sehen, wie in einem Labor gearbeitet wird und was Materialwissenschaftlerinnen in ihrem Arbeitsalltag machen. Sie konnte nicht nur theoretisches Wissen erwerben, sondern auch praktische Erfahrungen sammeln, die ihr später in ihrer Schullaufbahn und Karriere von großem Nutzen sein können.
Wir waren begeistert von ihrem Engagement und ihrer Motivation. Die Schülerin zeigte großes Interesse an der Materialwissenschaft und fragte uns immer wieder nach Details zu den Experimenten und den verwendeten Materialien. Wir waren beeindruckt von ihrem Wissensdurst und ihrem Ehrgeiz.
Die Schülerin war uns eine große Hilfe bei unseren Experimenten. Wir haben ihre Mitarbeit sehr geschätzt und hoffen, dass sie ihre Erfahrungen bei uns als Inspiration für ihre zukünftige Karriere nutzen kann.
Insgesamt war das Praktikum eine positive Erfahrung für alle Beteiligten. Wir sind glücklich darüber, junge Menschen für die Materialwissenschaften begeistern zu können und hoffen, dass wir in Zukunft weitere Schülerinnen und Schüler bei uns im Institut begrüßen dürfen.
Kennen Sie Schülerinnen oder Schüler, die gern einmal in den Laboralltag hineinschnuppern wollen? Schreiben Sie uns gern eine Mail!
Die Deutsche Gesellschaft für Materialskunde (DGM e.V.) ist eine Interessensvertretung ihrer Mitglieder für das Fachgebiet Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Die Vernetzung steht dabei im Zentrum. Hierzu organisiert die DGM ein breites Spektrum an Fachausschuss- und Arbeitskreissitzungen, Veranstaltungen wie Tagungen, Ausstellungen, Fortbildungen und Nachwuchsevents.
Besonders mit Blick auf die Nachwuchsförderung fand am 30. Januar 2023 im Rahmen unseres Instituts eine bedeutende Veranstaltung statt: die Gründung der neuen Ortsgruppe Jung-DGM Augsburg.
Die Veranstaltung begann mit einer Laborführung im MRM, bei der die Teilnehmer die neuesten Entwicklungen und Forschungsergebnisse in der Materialkunde kennenlernen konnten. Anschließend fand ein gemeinsames Abendessen statt, bei dem sich ungefähr 10 Studierenden und Promovierenden zusammenfanden, um die Gründung der Ortsgruppe voranzutreiben.
Die Jung-DGM Augsburg stellt eine wertvolle Förderung für den Nachwuchs in der Materialkunde dar und bietet den Mitgliedern die Möglichkeit, fachliche Vernetzungen aufzubauen und zu stärken. Die erste überregionale Vernetzung ist bereits für April auf dem Nachwuchsforum geplant.
Wir freuen uns ein Teil dieser bedeutenden Veranstaltung gewesen zu sein und wollen die Zusammenarbeit mit der Jung-DGM Augsburg in Zukunft verstetigen. Die Gründung der Ortsgruppe unterstützt das Ziel des MRM, die Materialkunde zu fördern und den Austausch von Forschungsergebnissen und Ideen zu erleichtern.
Herzlichen Glückwunsch an die Gründer der Jung-DGM Augsburg und vielen Dank für die erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem MRM!
Im Jahr 2022 nahm Prof. Suelen Barg als eingeladene Rednerin am MRS Fall Meeting an Exhibit 2022 teil, welches am 6. Dezember virtuell stattfand, sowie am 10. international Workshop on Interfaces - Design for Performance, der am 6. September in Santiago de Compostela, Spanien, stattfand.
Das MRS Fall Meeting and Exhibit ist eine der wichtigsten Veranstaltungen für Materialforschung und -technologie, bei der Wissenschaftler und Ingenieure aus aller Welt zusammenkommen, um ihre Erkenntnisse und Forschungsergebnisse auszutauschen. Prof. Bargs Vortrag war Teil des Symposiums NM04.12, das sich mit den neuesten Entwicklungen bei MXenen befasste.
Der 10. International Workshop on Interfaces - Design for Performance war ebenfalls eine hochkarätige Veranstaltung, an der führende Forscher aus der ganzen Welt teilnahmen.
Die Vorträge von Prof. Barg boten eine einzigartige Perspektive auf die potenziellen Anwendungen von 2D-Materialien für die Herstellung funktioneller 3D-Bauteile mit abgestimmten internen Mikrostrukturen für Anwendungen wie Energiespeicherung und elektrothermische Heizung.
Als Arbeitsgruppe sehen wir den kommenden Konferenzen in diesem Jahr mit Spannung entgegen. Diese Veranstaltungen bieten eine wertvolle Gelegenheit, sich über die neuesten Fortschritte in unseren jeweiligen Fachgebieten zu informieren, mit Kollegen aus der ganzen Welt in Kontakt zu treten und unsere eigenen Forschungsergebnisse auszutauschen. Wir freuen uns besonders darauf, an Konferenzen teilzunehmen, bei denen die interdisziplinäre Zusammenarbeit im Vordergrund steht, da wir der Meinung sind, dass dies der Schlüssel zur Förderung von Innovationen und zu bedeutenden Fortschritten bei der Lösung einiger der dringendsten Probleme der Welt ist. Wir freuen uns auf anregende Diskussionen und den Austausch von Ideen mit anderen Forschern und Anwendern.
Am Mittwoch den 12. Oktober stattete Prof. Volker Presser von der Universität des Saarlandes dem MRM einen Besuch ab. Neben einer Institutsführung und ausgiebigen Diskussionen, gehörte dazu auch ein Vortrag, der im Rahmen des MRM Kolloquiums für alle Interessierten offen war.
In seinem Vortrag berichtete Prof. Presser über die Ergebnisse seiner Arbeitsgruppe auf dem Gebiet der 2D Materialien für die Anwendungen in der Energietechnik und der Wasseraufbereitung.
Wir danken Herr Presser für den interessanten Vortrag und die anregenden Diskussionen!
Jedes Semester treffen sich verschiedene Fachschaften mit werkstofftechnischem oder materialwissenschaftlichen Hintergrund aus ganz Deutschland, um über fachliche und hochschulpolitische Themen zu diskutieren. Neben Exkursionen und Fachvorträgen gehörte dieses Semester erstmals ein MatWerk-Slam zum Rahmenprogramm der Bundesfachschaftentagung.
Dabei sollte ein materialwissenschaftliches Thema als Science-Slam vorgetragen werden. Ziel ist es in diesem Format komplexe Themen leicht verständlich und zum Teil auch mit etwas Witz zu erklären. Das MRM beteiligte sich hier mit einem Vortrag zum Thema Faserkeramiken für Hochtemperaturanwendungen.
Die beiden Vortragenden des MRM, Michéle Scholl und Kevin Postler, belegten mit ihrem Slam den ersten Platz und gewannen damit die bunte KeLcH (KaWuM eigene Legierung chaotischer Herkunft).
Weitere Infos zur KaWuM und zum MatWerk Slam sind unter www.kawum-matwerk.de im Reiter „Aktuelles“ zu finden.
