Wie man Materialien intelligent macht

// 06.09.2019

Die fünfte LRC-Sommerschule konstruiert schaltbare Oberflächen.

Die fünfte Sommerschule für die Nachwuchswissenschaftler des LRC fand vom 04. bis 06. September 2019 in Saarbrücken statt. Die Organisation übernahm das Team um Jiaxi Cui am Leibniz-Institut für Neue Materialien (Leibniz-INM).

Die von Jiaxi Cui geleitete LRC-Nachwuchsgruppe „Schaltbare mesostrukturierte Oberflächen“ in Saarbrücken beschäftigt sich vor allem mit der Entwicklung und Synthese von neuen intelligenten Materialien, die ihre Eigenschaften wie Volumen, Form, Benetzbarkeit sowie optische und mechanische Eigenschaften, Adhäsion und Oberflächengeometrie in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen ändern können. Diese Materialien werden über diverse Ansätze, wie z. B. Polymerisation, Selbstorganisation, molekulare Wiedererkennung oder Mischung zu responsiven Komponenten verarbeitet. Außerdem werden die Anwendung von Nano- und Mikrotechnologien für die Herstellung neuer Materialien untersucht. Auf Basis dieser Materialien und Komponenten werden schaltbare strukturierte Oberflächen für Anwendungen in Bereichen wie Biosynthese, Biomedizin, Anwuchsverhinderung, Bildgebung und Adhäsion hergestellt.

So standen im Mittelpunkt dieser Sommerschule die Gestaltung komplexer Strukturen, die aus einer strukturierten Oberfläche mit geometrisch angeordneten Hohlsäulen (Kanäle) und einem weichen Aktorsystem bestehen, das die Kanäle umschalten kann. Dabei wurden (1) verschiedene Aktormaterialien, wie smarte Hydrogele, Flüssigkristall-Elastomere, Magnet-Verbundstoffe vorgestellt, (2) die Grenzschichtadhäsion zwischen verschiedenen Materialien studiert und (3) Meso-/Mikrofabrikationstechnologien untersucht. In den miniaturisierten Säulen und Kanälen aus smarten Materialien sollen Flüssigkeiten auf Knopfdruck bewegt und gemischt werden können. Kettenreaktionen oder Reaktionskreisläufe in Zellen sollen so nachgeahmt und gezielt gesteuert werden.

„Die LRC Summer School ist wirklich eine großartige Gelegenheit, um andere Forschungsgebiete zu erkunden. Am Leibniz-INM faszinierte mich besonders die Polymerisation und wie die vielfältige Anwednung dieser Technik die Funktion des Materials beeinflusst. Mit diesem Wissen habe ich einen aktuellen und erweiterten Blick auf meine zukünftigen Karrieremöglichkeiten.“ so Jun Lin, ausgebildete Pharmazeutische Biotechnologin und Doktorandin am Leibniz-HKI Jena.

Die Nachwuchswissenschaftler im LRC haben nun im Rahmen der Sommerschulen alle fünf Nachwuchsgruppen durchlaufen und Grundkenntnisse in den verschiedenen Disziplinen der Lebens- und Ingenieurswissenschaften erlangt, die sie auf den zukünftigen Arbeitsmarkt bestens vorbereiten, wo Interdisziplinarität und kreatives Denken über Disziplingrenzen hinaus mehr und mehr gefragt sein wird.

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