Überblick Advanced Materials Science

Ob Autos, Flugzeuge, Computer, Handys oder medizinische Geräte – alle diese Produkte sind letztlich auf die Materialforschung angewiesen. Die Forschung im Field of Expertise Advanced Materials Science der TU Graz hat zum Ziel, kleinste Bauelemente in ihrem Aufbau und ihrer Funktion zu verstehen, neue Werkstoffe zu entwickeln und diese in speziellen Verfahren zusammenzufügen. Es geht darum, bestehende Materialien zu verbessern, sie leichter, flexibler, kostengünstiger oder robuster zu gestalten. Die Forschenden in diesem Field of Expertise widmen sich in der Grundlagen- und anwendungsnahen Forschung vor allem Materialien für die Bereiche Energietechnik, Elektronik, Leichtbau und Medizintechnik.

• Die TU Graz stellt Batterien aus Lithium, Natrium oder Zink her und testet deren Einsatz.
• Die Forschenden entwickeln ökologischen Leichtbeton für die Anwendung zum Beispiel als Beton-Fertigteile oder im Tunnel- und Brückenbau.
• Mit einem der weltweit leistungsfähigsten Elektronenmikroskope kann die Elementverteilung in atomarer Auflösung quantitativ bestimmt werden.
• Aus Hybridmaterialien, in denen organische und anorganische Stoffe kombiniert sind, entwickeln die Forschenden funktionelle dünne Schichten für Solarzellen.
• Mit der Elektronenstrahlschweißanlage können besonders dickwandige Formteile (bis 20 cm dick) mit sehr tiefen und schmalen Schweißnähten verbunden werden.
• Mit Computersimulationen untersuchen die Forschenden organische Halbleiter, um diese optimal in neuen Materialsystemen einsetzen zu können.

Beteiligt:
rund 110 Forschende aus 6 Fakultäten der TU Graz

Entwicklung neuartiger Materialien und Verfahren

• Kathoden-, Anoden-, Elektrolyt- und Separatormaterialien für Batterien und Akkumulatoren
• Anorganische und organische Halbleiter
• Papier und physikalisch-chemische Grundlagen der Papierfestigkeit
• Metallische Werkstoffe für Energieanwendungen und Leichtbau
• Neuartige Füge-, Umform- und additive Verfahren

Mikro- und Nanoanalytik, Strukturaufklärung

• Beugungs- und Streumethoden (Licht-, Röntgen- und Synchrontronstrahlung)
• Analytische Elektronenmikroskopie
• Festkörperspektroskopie
• Oberflächenanalytik
• Thermomechanische Untersuchungen
• Funktionale Schichten und Bauelemente
• Sensormaterialien zur In-vivo-Bestimmung medizinisch relevanter Parameter
• Biozide, bioresponsive und biologisch abbaubare Kunststoffe
• Komposit- und Hybridsolarzellen
• Keramische Halbleiter, Sensoren und piezoelektrische Bauelemente
• Lithiumionenbatterien, Zink-Luft-Batterien, organische Radikalbatterien

Materialmodellierung

• Multiskalen-Materialmodellierung
• Optimierung von Urform-, Umform- und Fügeprozessen durch numerische Simulation