Core Facility zur zerstörungsfreien Volumencharakterisierung für die Herstellung maßgeschneiderter hierarchisch strukturierter Hochleistungsmaterialien

• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien ; Computergestütztes Werkstoffdesign und Simulation von Werkstoffverhalten von atomistischer bis mikroskopischer Skala ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 514139667

Über diesen Ausbau ortsaufgelöster Analytik sollen die materialwissenschaftlich orientierten Forschungsbereiche an der Hochschule Reutlingen in den Feldern „Biomedizinische Wissenschaften“ und „Technische Materialien“ langfristig gestärkt und die Forschungskompetenz in Bezug auf die Herstellung und die Eigenschaften von Funktionsmaterialien und Biomaterialien sowie das computergestützte Werkstoffdesign und Simulation verbessert werden. Insbesondere soll die erkenntnisorientierte Forschung auf Basis der Querschnittstechnologien 3D-Druck, Nassvlieslegung und Sol-Gel-Technologie damit vorangetrieben werden. Die Anschaffung soll als wichtige analytische Werkzeuge in Forschungsprojekten zu folgenden Themen zum Einsatz kommen: (1) Realisierung von hohen mechanischen Festigkeiten und gutem Dämpfungsverhalten mittels Dichtevariation in 3D-gedruckten polymeren Bulkmaterialien für Biomaterialien wie z. B. Knie-Spacer-Implantate; (2) Design der Hohlraumstruktur von Schäumen und 3D-gedruckten porösen Polymer-Matrixsystemen für Knochen Ersatz Materialien (KEM); (3) Optimierung des Vaskularisierungsverhaltens von 3D-gedrucktem Zellgewebe und zerstörungsfreies Monitoring von in vitro Hautgewebemodellen mittels μ-CT-basierter Modellbildung; (4) Modellierung und Simulation von Gehör- und Ohrimplantaten über μ-CT-generierte Geometriedaten 3D-gedruckter biomechanischer Strukturen; (5) Entwicklung neuer keramischer Hochleistungsmaterialien auf Basis von Vliesen mit maßgeschneiderter 3D-Struktur; (6) Modellierung des Infiltrationsverhaltens von porösen Faserstrukturen zur Entwicklung naturfaserbasierter Biocomposites mit optimierten Eigenschaften; (7) Herstellung hierarchischer Strukturen auf Basis mit funktionellen Nano- und Mikropartikeln modifizierter Faserwerkstoffe für technische Textilien; (8) Modellierung des Einflusses der Bearbeitungsbedingungen auf die Gefügestruktur und die Materialeigenschaften metallischer Werkstoffe.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Röntgen Nanotomographie-Gerät
• Gerätegruppe: 3230 Tomographie- und Schichtgeräte (Röntgen-)
• Antragstellende Institution: Hochschule Reutlingen
• Leiter: Professor Dr. Andreas Kandelbauer