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Mit dem atomaren Lego-Baukasten zum „Material 4.0“

Designer-Werkstoffe, auch Material 4.0 genannt, entstehen wie im Lego-Kasten: Atom für Atom werden die Moleküle am Computer entworfen. Abb.: Heiko Weckbrodt

Designer-Werkstoffe, auch Material 4.0 genannt, entstehen wie im Lego-Kasten: Atom für Atom werden die Moleküle am Computer entworfen. Abb.: Heiko Weckbrodt

DCMS lädt zur Sommerschule an der TU Dresden über Designerwerkstoffe aus dem Computer ein

Dresden, 8. September 2017. „Das rechnergestützte Materialdesign gewinnt zunehmend an Bedeutung“, schätzen Professor Giovanni Cuniberti und weitere Wissenschaftler des „Dresden Centers for Computational Materials Science“ (DCMS) ein. Getrieben sei dies „einerseits durch die enormen wissenschaftlichen Fortschritte in der Materialmodellierung und andererseits durch die steigende Nachfrage nach zuverlässigen Simulationsmethoden aus der Industrie“. Angesichts dieser wachsenden Bedeutung haben die Sachsen nun führende Experten für computerentworfene Werkstoffe zu einer Sommerschule „MATERIALS 4.0 – The digitally enabled atom to system revolution“ an die TU Dresden eingeladen. Vom 11. bis zum 15. September 2017 wollen sich Experten und Nachwuchsforscher über neueste Trends in ihrem Fach austauschen.

Prof. Gianauerlio Cuniberti von der TU Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

Prof. Gianauerlio Cuniberti von der TU Dresden. Foto: Heiko Weckbrodt

Vom Atom zum Hightech-Werkstoff

Hinter dem Schlagwort „Material 4.0“ steckt die Idee, neue Werkstoffe für die Industrie nicht mehr durch bloßes Ausprobieren im Schmelzofen zu generieren, sondern von der Atomebene her aufwärts zu gehen. Bei dieser Bottom-Up-Methode designen die Wissenschaftler gezielt Moleküle mit bestimmten Wunsch-Eigenschaften, indem sie Atom für Atom wie in einem bunten Lego-Baukasten zusammensetzen. Erst dann machen sie sich daran, den neuen Designer-Werkstoff zu synthetisieren, der dann zum Beispiel besonders hart, biegsam oder glänzend ist.

Auf dem Weg zum lernfähigen Werkstoff

Während der „Sommerschule“ wollen Experten aus Deutschland und dem Ausland beispielsweise Methoden diskutieren, Gewebe und Implantate für den Medizineinsatz mit 3D-Biodruckern herzustellen, effektivere Solarzellen zu designen oder lernfähige Computer und Werkstoffe auf Basis sogenannter Memristoren zu konstruieren, die den Neuronennetzen im menschlichen Gehirn nachempfunden sind.

Nach eigener Einschätzung des DCMS ist Dresden inzwischen „nicht nur ein führendes Zentrum der Materialforschung und -entwicklung in Europa, sondern auch weltweit“. Das DCMS selbst ist Teil der Exzellenz-Universität Dresden. hw

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