Arbeitsgruppe Rathgeber - Materialphysik

Die AG Materialphysik befasst sich mit der Entwicklung und Erforschung von funktionalen Polymermaterialien. Wir bearbeiten Fragestellungen sowohl aus dem Bereich der Grundlagenforschung als auch aus dem Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung. Der Fokus liegt auf funktionalen, thermoplastischen Kunststoffen und den klassischen Verarbeitungsmethoden Extrusion und Spritzguss sowie auf der additiven Fertigung. Unsere Infrastruktur erlaubt uns einen integrativen Ansatz zu verfolgen, der bei der Modifikation der Polymere ansetzt, das Materialdesign und die Verarbeitung des Materials zum Bauteil sowie eine umfangreiche physikalische Charakterisierung des Ausgangsmaterials und des Bauteils mit einschließt.

Funktionale Kunststoffe werden im Gegensatz zu Strukturmaterialien nicht zur Konstruktion eines Bauteils eingesetzt sondern tragen aufgrund einer besonderen Eigenschaft zu dessen Funktion bei.

Funktionen können z.B. elektrische Leitfähigkeit im Explosionsschutz, thermische Leitfähigkeit für Einhausungen elektronischer Bauteile, Barrierewirkung bei Verpackungen und antimikrobielle Wirkung für Anwendungen in der Medizin etc. sein. Lösungsansätze basieren heutzutage größtenteils auf konventionellen Polymeren, die entsprechend funktionalisiert werden sowie auf einer Additivierung mit Zusatzstoffen. Die meisten Herstellungsprozesse verlaufen sehr schnell, das heißt im Bauteil werden i.d.R. Nicht-Gleichgewichtszustände eingefroren, die zu einer Alterung der Materialien, d.h. zu einer (meistens unerwünschten) zeitlichen Veränderung der Eigenschaften führen können.

Die Forschungsaufgabe besteht darin neue Materialien mit gezielter Funktion herzustellen und eine möglichst vorhersagbare Korrelation zwischen den Eigenschaften des Ausgangsmaterials, dessen Verarbeitung und den (Langzeit-)Eigenschaften des fertigen Bauteils herzustellen.

Laufende Projekte:

Strömungsverhalten komplexer Flüssigkeiten

• Prof. Dr. Silke Rathgeber

Projekt B3: Von der makroskopischen bis zur molekularen Ebene: Innovative in-situ Methoden zur Untersuchung indirekter anthropogener Effekte in aquatischen Biofilmen

Der Einfluss indirekter anthropogener Effekte, insbesondere des Klimawandels sowie xenobiotischer Effekte durch Einbringung von Mikroplastik, auf Filmbildungsprozesse, Morphologie und Stabilität von aquatischen Biofilmen soll mittels innovativer in-situ Methoden untersucht werden. Beispielsweise führt Temperaturerhöhung zur Änderung der Biodiversität und Mikroplastik wirkt als Vektor für Schadstoffe und (ökosystemfremde) Mikroorganismen. Ziel der Untersuchungen ist die Unterscheidung von primären und sekundären Effekten sowie die Identifikation von Ursachen. Hierzu sollen dynamisch-mechanische Methoden, die integrale Informationen über die Stabilität und Haftung von Biofilmen liefern und Rasterkraftmikroskopie, welche Einblicke in die Haftung und Morphologie mit einer Ortsauflösung im sub-Mikrometer Bereich ermöglicht, durchgeführt werden. Mittels eines Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie-Eigenbaus können durch selektive Markierung der Biofilmbestandteile Veränderungen der Wechselwirkungen der einzelnen Biosystemkomponenten mit Oberflächen und untereinander auf molekularer Ebene identifiziert werden.

• Prof. Dr. Silke Rathgeber
• Prof. (UM6P) Dr. Christian Fischer

Vorlesungen:

• Experimentalphysik 1: Mechanik, Thermodynamik (Vorlesung 3511013)
• Charakterisierung von Materialstruktur und -eigenschaften / Characterization of material structures and properties (Vorlesung 3524016)

Übungen:

• Experimentalphysik 1: Mechanik, Thermodynamik (Übung 3511014)

F-Praktikum

Seminare:

• Applications of Functional Materials (Seminar 3524017)

Weitere Informationen zu den Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte KLIPS.