Hilfreiche Materialien herstellen.

Sie sind farbig, fest oder verformbar, bekämpfen Keime oder dienen als Energiespeicher: Materialien bieten eine solche Vielzahl an speziellen Eigenschaften, dass sie uns in nahezu allen Lebensbereichen nützlich sind. Forscher:innen gelingt es zudem, immer neue Stoffe mit faszinierenden Fähigkeiten herzustellen.

Bisher entwickelten sie diese neuen Materialien meist im Labor und prüften anschließend, ob ihre Eigenschaften nützlich sein können. Jetzt wollen wir es schon vorher genau wissen: Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Helmholtzzentrum Hereon simulieren wir Materialien mit neuester Software am Computer, um ihre Eigenschaften vorab zu erkennen. Erst dann überlegen wir, wie wir die Stoffe mit den gewünschten Funktionen herstellen können. Zeitraubende Fehlentwicklungen werden dadurch von vornherein ausgeschlossen.

So entstehen innovative Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften, etwa organische Stoffe für Leuchtdioden: Großflächig, in beliebigen Formen und Farben hergestellt eignen sie sich für neuartige, formbare Lichtquellen zur Allgemeinbeleuchtung. Um ihren Wirkungsgrad und ihre Lebensdauer zu verbessern, wird die nächste Generation der dazu benötigten funktionalen Moleküle zunächst virtuell im Computer erforscht. Erst danach werden sie im Experiment realisiert. Auf ähnliche Art und Weise entwickeln wir auch neuartige Materialien für die Mobilität der Zukunft.

Die Innovationskraft von Stoffen entdecken wir so schon frühzeitig – und fördern sie gezielt bis zur Praxistauglichkeit.

(Bild: KIT)