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EXC 2193:  Lebende, adaptive und energieautonome Materialsysteme (livMatS)

Fachliche Zuordnung Materialwissenschaft
Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung
Polymerforschung
Förderung Förderung seit 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390951807
 
Die zentrale Vision des livMatS-Clusters ist es, das Beste aus zwei Welten, der biologischen und der technischen Welt, miteinander zu verbinden und adaptive, energieautonome Materialsysteme mit lebensähnlichen Funktionen zu entwickeln. Während die heutigen Materialien weitgehend statisch sind und ihre Eigenschaften (außer durch Alterungsprozesse) im Laufe der Zeit nicht verändern, ist es die Vision von livMatS, neue Materialsysteme zu schaffen, die energieautonom sind und sich an eine verändernde Umgebung anpassen können. Solche von der belebten Natur inspirierten Systeme werden die Energie aus ihrer Umgebung ernten und komplexes adaptives Verhalten zeigen – durch Wechselwirkungen über alle Größenskalen vom Molekül bis zur Gesamtstruktur. Obwohl diese Materialsysteme keine biologischen Zellen enthalten und auch nicht im biologischen Sinn lebendig sind (z.B. sich nicht reproduzieren können), sind sie doch "vital", d.h. autonom, widerstandsfähig, adaptiv, programmierbar selbstregulierend und sich selbstschützend, so dass sie auch unter widrigen Umgebungsbedingungen funktionieren. Sie sind robust und überleben begrenzte Beschädigungen, ohne dass es zu Systemversagen kommt. Zur Generierung dieser Systeme werden wir eine Plattform für Multimaterial Additive Manufacturing aufbauen und mehrere Demonstratoren entwickeln, die als Leuchttürme fungieren und helfen, die Clusterforschung zu fokussieren. livMatS wird übergreifende Fragen nach der gesellschaftlichen Akzeptanz und philosophischen Implikationen von Materialsystemen mit lebensähnlichen Eigenschaften adressieren und dabei psychologische und philosophische Reflektionen sowie Studien zur Nachhaltigkeit der verfolgten Ansätze einbeziehen. livMatS wird disziplinäre und institutionelle Grenzen überschreiten und Forschung in Biologie, Chemie, Energie- und Materialwissenschaften, Physik und Mikrosystemtechnik sowie Philosophie, Ethik, Sozialwissenschaft und Nachhaltigkeitsforschung verbinden, um so einen holistischen Blick auf die livMatS-Thematik zu richten – ein Ansatz, der in dieser Art bislang noch nicht realisiert wurde. Um diese Ziele zu erreichen, hat die Universität Freiburg eine Allianz gebildet, die exzellente Forschung aus sechs Fakultäten mit Spitzentechnologien in den Freiburger Fraunhofer-Instituten und dem renommierten Öko-Institut zusammenführt. Durch livMatS entsteht eine neue interdisziplinäre Plattform in Forschung und Lehre für bioinspirierte multidisziplinäre Materialforschung und Systemintegration. livMatS wird entscheidende Fortschritte erzielen, die zu einer nachhaltigen Entwicklung einer auf neue Materialien angewiesenen Gesellschaft beitragen. Dazu wird livMatS Materialsysteme erzeugen, die sich selbst mit sauberer Energie versorgen und sich gut in die menschliche Umgebung einfügen.
DFG-Verfahren Exzellenzcluster (ExStra)
Antragstellende Institution Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
 
 

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