Auf dem Weg zu unzer­stör­ba­ren Werk­stof­fen

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener vom Depart­ment für Mate­ri­al­phy­sik der Mon­tan­uni­ver­si­tät Leoben wurde für seine For­schungs­tä­tig­kei­ten mit einem mit rund 2 Millionen Euro dotierten „Con­so­li­da­tor Grant“ des Euro­päi­schen For­schungs­ra­tes aus­ge­zeich­net.

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener beschäf­tigt sich mit der Erfor­schung von Ver­for­mungs- und Ver­sa­genspro­zes­sen auf der Nano­me­ter­ska­la. Ziel der Arbeiten ist das Ver­ständ­nis und Design von neuen höchst­fes­ten und extrem bruch­re­sis­ten­ten Werk­stof­fen. Dieses Vorhaben unter­stützt nun auch der Euro­päi­sche For­schungs­rat (European Research Council – ERC), welcher die exzel­len­te Grund­la­gen­for­schung von Kiener im Rahmen eines Con­so­li­da­tor Grants in den nächsten fünf Jahren mit zwei Millionen Euro fördert.

Bei sämt­li­chen Mate­ri­al­an­wen­dun­gen, vom Maschi­nen­bau und der Fahr­zeug­tech­nik über die Medi­zin­tech­nik bis hin zu Mikro­elek­tro­nik, stehen zwei Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten immer im Vor­der­grund: die Fes­tig­keit und die Bruch­zä­hig­keit. Hohe Fes­tig­keit ist wichtig, damit unter möglichst res­sour­cen­scho­nen­dem Mate­ri­al­ein­satz maximale Leistung im Betrieb erreicht werden kann. Eine hohe Bruch­zä­hig­keit wiederum ist im Fall von uner­war­te­ten oder unsach­ge­mä­ßen Belas­tun­gen uner­läss­lich, um Mate­ri­al­ver­sa­gen durch die Ent­ste­hung von Rissen zu vermeiden. Kon­ven­tio­nell sind diese beiden Eigen­schaf­ten unver­ein­bar: ein Werkstoff ist in der Regel hochfest und spröde, oder bruchzäh, aber weich. In seiner Arbeit beschäf­tigt sich Kiener mit dem Ver­ständ­nis der ele­men­ta­ren Prozesse, welche für dieses Verhalten ver­ant­wort­lich sind, mit dem Ziel diese Unver­ein­bar­keit zu über­brü­cken und höchst­fes­te und bruch­re­sis­ten­te Mate­ria­li­en zu ent­wi­ckeln.

Im Rahmen des vom ERC geför­der­ten Projektes TOUGHIT (Tough Interface Tailored Nanos­truc­tu­red Metals) soll dies durch die For­schungs­grup­pe um Kiener mit Hilfe von grenz­flä­chen­op­ti­mier­ten metal­li­schen Nano­kom­po­si­ten rea­li­siert werden. Dazu werden mit Hilfe eines Zusam­men­spiels aus fort­schritt­lichs­ter Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pie und nano­me­cha­ni­schen Cha­rak­te­ri­sie­rungs­me­tho­den erstmals struk­tu­rel­le und mecha­ni­sche Unter­su­chun­gen mit che­mi­scher Analyse auf atomarer Ebene kom­bi­niert. Basierend auf dem Ver­ständ­nis der für die Ver­for­mung limi­tie­ren­den Prozesse und deren gezielter Opti­mie­rung durch ein ab-initio unter­stütz­tes Grenz­flä­chen­de­sign werden neuartige Werk­stof­fe geschaf­fen, die das Fes­tig­keits-Duk­ti­li­täts-Paradigma über­win­den und eine neue Klasse höchst­fes­ter und gleich­zei­tig bruch­zä­her Mate­ria­li­en dar­stel­len.

Zur Person

Daniel Kiener ist seit 2013 als asso­zi­ier­ter Professor am Depart­ment Mate­ri­al­phy­sik der Mon­tan­uni­ver­si­tät Leoben tätig. Er leitet dort eine selbst­fi­nan­zier­te For­schungs­grup­pe „Mikro- und Nano­me­cha­nik“. Aus­ge­zeich­net wurde er unter anderem 2017 mit dem Masing-Gedächt­nis­preis der Deutschen Gesell­schaft für Mate­ri­al­kun­de (DGM), dem Adolf-Martens-Award 2014 der Deutschen Bun­des­an­stalt für Mate­ri­al­prü­fung, sowie 2014 mit einem Piercy-Visiting Professor Fel­low­ship der Uni­ver­si­tät von Minnesota.

Zum ERC Con­so­li­da­tor Grant 2017

Im Rahmen der Con­so­li­da­tor Grant Schiene fördert der ERC wis­sen­schaft­lich exzel­len­te Projekte her­aus­ra­gen­der Forscher, deren Promotion sieben bis zwölf Jahre zurück­liegt. In der Aus­schrei­bungs­run­de 2017 hat der ERC 329 Con­so­li­da­tor Grants mit einem Gesamt­vo­lu­men von 630 Millionen Euro vergeben. Von den insgesamt 2.539 ein­ge­gan­gen Anträgen wurden insgesamt 329 Projekte und in der die Werk­stoff­wis­sen­schaf­ten betref­fen­den Unter­grup­pe nur 17 Anträge in ganz Europa bewilligt.

Weitere Infor­ma­tio­nen

Assoz.Prof. Dr. Daniel Kiener

Depart­ment Mate­ri­al­phy­sik

Tel.: 03842/804 412

E‑Mail: daniel.kiener@unileoben.ac.at