Freiberger Forscher wollen aus Materialfehlern lernen

15.09.2009 - Deutschland

Die ersten Investitionsgelder für den Freiberger Sieger in der Sächsischen Exzellenzinitiative stehen seit Ende August zur Verfügung. Die Wissenschaftler des Forschungsclusters "Funktionales Strukturdesign neuer Hochleistungswerkstoffe durch atomares Design und Defekt-Engineering" (ADDE) der TU Bergakademie Freiberg können in den nächsten beiden Jahren rund 4,5 Millionen Euro für ihre Arbeiten abrufen. Von den Mitteln, die das Land Sachsen und die EU bereitstellen, wird unter anderem ein Transmissionselektronenmikroskop für 2,5 Millionen Euro angeschafft. Mit ihm lassen sich einzelne Atome und ihre Bindungen untereinander analysieren.

Mit den neuen Forschungsgeräten nehmen die Freiberger Forscher Defekte von Materialien auf atomarer Ebene in den Blick. Denn gerade diese Fehler können einem Werkstoff seine gewünschte Eigenschaft verleihen. "Bei Materialdefekten denken viele zuerst an sichtbare Risse. Wir schauen aber auf die einzelnen Atome und wie sie miteinander verbunden sind", erklärt Prof. David Rafaja von der TU Bergakademie Freiberg, Sprecher des Exzellenzclusters.

Dabei lassen sich häufig Fehler in der Kristallstruktur oder Verunreinigungen mit fremden Atomen entdecken. Auch wenn diese Abweichungen bei der Herstellung nicht beabsichtigt waren, können sie doch positive Veränderungen der Materialeigenschaft bewirken. So wird beispielsweise Titannitrid, in das sich Aluminium-Atome verirrt haben, besonders hart. Ein Vorteil, den man für superharte Bohrer nutzen kann.

"Wir möchten genau erforschen, wie diese Defekte entstehen und welche Eigenschaften sie hervorrufen", blickt Prof. Rafaja voraus. "Wenn wir das verstehen, können wir sie gezielt nutzen und Materialien mit gewünschten Eigenschaften designen." Dabei haben die Wissenschafter schon konkrete Anwendungen vor Augen. Von Materialien für Solarzellen über verbesserte Computerspeicher bis hin zu Werkstoffen, die extreme Temperaturen aushalten können, gehen die Pläne. Insgesamt 16 Teilprojekte sind in dem Cluster verbunden und widmen sich einzelnen Anwendungsfeldern.

Mit dem Forschungscluster ADDE ging die TU Bergakademie Freiberg 2008 in der Sächsischen Landesexzellenzinitiative als einer der Sieger hervor. Im Monat März startete das Projekt ADDE mit seiner Arbeit und wird bis 2014 mit 20 Millionen Euro aus Mitteln des Europäischen Fonds (EFRE) und des Freistaates Sachsen gefördert. Die Gelder werden hauptsächlich für Investitionen in die Infrastruktur und den wissenschaftlichen Nachwuchs verwendet.

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