Forschungsbereiche

BiTWerk umfasst vier Forschungsbereiche A,B, C und N. Für diese ist jeweils ein Leitprojekt definiert, welches die grundlegend erforschten Zusammenhänge im technischen Maßstab umsetzen wird und somit den Transfergedanken lebt. In jedem Projektbereich werden die zentralen Fragen der biologischen Transformation operativ vorangetrieben. Wesentlicher Kern der wissenschaftlichen Arbeiten wird es sein, projektbereichübergreifende Fragestellungen zu adressieren.

So werden z.B. die Ziele der Forschungsbereiche A und B nur unter Einbeziehung der Expertisen und Forschungsarbeiten der Bereiche C und N im Sinne der biologischen Transformation zu erreichen sein. In BiTWerk werden individuelle Forschungsthemen der beteiligten Arbeitsgruppen, Leitprojekte der Forschungsbereiche A, B, C und N mit Proof of Concept und Querschnittsthemen miteinander verknüpft.

Forschungsbereich A

Projektbereich A wird Herstellungs-, Charakterisierungs- und Prozesskontrollmethoden für individuelle molekulare sowie multifunktionale Nano- und Mikrokomponenten entwickeln, Charakterisierungsverfahren etablieren und erforschen, wie diese einzelnen Komponenten in Bauteile und Systeme integriert werden können. Die Integration dieser Komponenten und die Prozessführung bei der Herstellung von Systemen und Bauteilen führen bereits zu granularen und gradierten Bauteil- und Systemstrukturen.

Leitprojekt: Funktionenintegration und Proof of Concept

Querschnittsthema Q1a: Charakterisierung und Modellierung magnetischer Eigenschaften

Querschnittsthema Q 1b: In-situ Charakterisierung und Modellierung von Skaleneffekten

Forschungsbereich B

In Projektbereich B soll parallel erforscht werden, inwieweit granulare und gradierte Zustände unter Verwendung eines monolithischen Materials, d.h. eines Materials gleicher Stöchiometrie / gleicher chemischer Zusammensetzung (und somit ohne die Verwendung von zusätzlich eingebrachten Partikeln, unter Verzicht von klassischer Legierungsbildung o.ä.), gezielt eingestellt werden können. Aufgrund der vorhandenen Expertisen spielen laserbasierte Prozesse hierbei eine herausragende Bedeutung. Auch über diesen Ansatz können und sollen in Komponenten und Bauteilen Funktionen integriert werden, deren umfassende strukturelle Erforschung eines der wesentlichen Ziele ist.

Leitprojekt: Gradierte Strukturen über additive Fertigung und Proof of Concept

Querschnittsbereich Q 2a: Nutzung von extremem Licht und überlagerten physikalischen Effekten zur lokalen Eigenschaftsbeeinflussung

Querschnittsthema Q 2b: Skalen- und werkstoffübergreifende Granularität – Mögliche Strategien zur gezielten Eigenschaftsgradierung

Forschungsbereich C

In Projektbereich C werden in enger Kooperation mit den anderen Projektbereichen datengetriebene Evolutions- und Lernprozesse erforscht, welche in den Untersuchungen der anderen Projektbereiche Anwendung finden, Produktionsprozesse optimieren und die Bauteile und Systeme smart und adaptiv werden lassen.

Leitprojekt: Methoden und Verfahren des aktiven Lernens und Proof of Concept

Querschnittsthema Q3: Neue mathematische Methoden für die effiziente Fusion von physikalisch- und datenbasierten Modellen

Forschungsbereich N

Schließlich werden in Projektbereich N für die im Gesamtprojekt zu entwickelnden Bauteile und Systeme die notwendigen Stoffströme erforscht und unter Beibehaltung der Funktionalitäten Optimierungspotenziale ausgelotet, mit dem Ziel, stetig kleinere ökologische Fußabdrücke zu hinterlassen und geeignete, quantifizierbare Kriterien für deren Bewertung vorzuschlagen. Die Analyse der Stoffströme wird begleitet durch Arbeiten zur Rezyklierbarkeit sowie zur Nutzerakzeptanz in den Feldern Architektur, Bauwesen und Kunststofftechnik. Im Projektbereich N spielt vorrangig die Nutzbarmachung von Restbiomassen für alle betrachteten Komponenten und Systeme eine entscheidende Rolle.

Leitprojekt: Restbiomasse und Proof of Concept

Querschnittthema Q4: In-situ Charakterisierung und Modellierung