Starke Chemie für eine nachhaltige Zukunft
TU Darmstadt: Ein neuer Sonderforschungsbereich bewilligt, einer verlängert
„Ich gratuliere allen beteiligten Kolleg:innen sehr herzlich zu diesem Erfolg. Er demonstriert erneut die Stärke der TU Darmstadt: Grundlagen- und anwendungsnahe Forschung greifen bei uns nahtlos ineinander und entfalten Wirkung entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Im xchange mit starken Partner:innen entstehen so wirksame Lösungen für Gesellschaft und Wirtschaft“, so Professor Matthias Oechsner, TU-Vizepräsident für Forschung.
Neuer SFB „Funktionale Papiere“
Papier ist ein faszinierender Werkstoff. Unter anderen hat es mit die höchsten Recyclingraten und zersetzt sich durch natürliche Prozesse, so dass es besonders nachhaltig ist. Zudem hat es einzigartige Eigenschaften mechanischer Art, im Zusammentreffen mit Flüssigkeiten oder durch seine Oberflächenbeschaffenheit. Schon heute ist es aus vielen Bereichen der Industrie und des täglichen Lebens nicht wegzudenken. Das inspiriert auch Ideen für künftige High-Tech-Anwendungen wie zum Beispiel in Sensoren oder 4D-gedruckten Robotern. Doch der Zusammenhang zwischen der chemischen und geometrischen Struktur von Papier und seinen Eigenschaftsprofilen ist noch nicht ausreichend verstanden, um aus den genannten Visionen reale Anwendungen folgen zu lassen. Hier setzt der neue SFB „Funktionale Papiere“ (Paper. With tailor-made properties to new applications) an. „Wenn man weiß, wie genau die Struktur von Papier dessen Eigenschaften bestimmt, kann man funktionale und maßgeschneiderte papier-basierte Materialien und funktionale Werkstoffe entwickeln – und dabei auch ganz neue Anwendungsfelder für Papier erschließen“, erläutert Professor Markus Biesalski, der Sprecher des neuen SFB und Leiter der Arbeitsgruppe Makromolekulare Chemie und Papierchemie an der TU Darmstadt.
Im Rahmen des Vorhabens werden Wissenschaftler:innen aus fünf Fachbereichen der TU gemeinsam mit externen Kolleg:innen die Zusammenhänge zwischen Fasern und Papierstruktur, Herstellungsprozessen, Eigenschaften der Papierprodukte und Anwendungsmöglichkeiten erforschen. Dabei kommen sowohl experimentelle wie auch rechnergestützte Methoden und Modelle zum Einsatz. Im Blick haben die Forschenden zunächst drei Anwendungsfelder für Papiermaterialien der Zukunft: papier-basierte Sensoren, leichtgewichtige Materialien für Anwendungen in der Konstruktion oder im Bauwesen sowie robotische Systeme aus dem flexiblen Grundstoff Papier.
Der SFB „Funktionale Papiere“ startet zum 1. Oktober und wird zunächst bis 2030 gefördert. Er kann auf große Expertise der TU Darmstadt im Bereich Papierforschung aufbauen, unter anderem auf den vom Land Hessen geförderten LOEWE-Schwerpunkt „BAMP! – Bauen mit Papier“ sowie mehrere weitere Projekte, die von der DFG, dem Bundesforschungsministerium sowie der EU gefördert wurden. Am neuen SFB forschen Wissenschaftler:innen der Fachbereiche Chemie, Maschinenbau, Materialwissenschaften, Biologie und Physik der TU Darmstadt sowie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Universität des Saarlands, der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Mainz sowie des Instituts für Fasern & Papier Heidenau.
Verlängerung für SFB „Eisen, neu gedacht!“
Neben der neu bewilligten Förderung für den neuen SFB „Funktionale Papiere“ hat die DFG auch die Förderung für den SFB „Eisen, neu gedacht!“ („Iron, upgraded!“) verlängert.
Der Sonderforschungsbereich widmet sich der Herausforderung, dass für eine nachhaltige Zukunft viele Materialien und Prozesse überdacht werden müssen, da sie auf seltenen, toxischen oder kritischen Elementen basieren.
Eisen ist in diesem Zusammenhang ein sehr vielversprechender Ersatz, da es günstig, umweltfreundlich und chemisch vielseitig ist. Doch seine hohe und oft unkontrollierte Reaktivität erschwert bisher den breiten Einsatz. „Wir haben die Vision, dass wir mit Hilfe der Chemie die Umgebung von Eisen so modulieren können, dass seine Reaktivität und Eigenschaften für nachhaltige Anwendungen gezielt gesteuert werden können“ erläutert die Sprecherin des SFB, TU-Professorin Ulrike Kramm. Mögliche Anwendungsfelder reichen von der Katalyse für eine nachhaltige Produktion von Basischemikalien über Brennstoffzellen im Bereich Automotive bis hin zu neuartigen magnetischen Materialien für Kühlsysteme und Windkraftanlagen. Aufgrund seiner überzeugenden wissenschaftlichen Erfolge wird somit der SFB „Eisen, neu gedacht!“ ab Juli 2026 bis Ende 2029 in seine zweite Förderperiode gehen.
Der SFB „Eisen, neu gedacht!“ bündelt das Fachwissen zu Eisen mit Beteiligung der beiden anderen Rhein-Main-Universitäten Frankfurt und Mainz sowie den Partneruniversitäten Heidelberg, Paderborn, Bayreuth, der TU München und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion.