Oberflächenmodifikation und Eigenschaften

Für die nachhaltige Entwicklung von Hochleistungskomponenten und deren Übertragung in die Industrie ist es erforderlich, die Anwendungsgrenzen von Materialien durch neue Oberflächen und Eigenschaften zu erweitern. Die bestehenden wissenschaftlichen Erfahrungen im Bereich Oberflächengestaltung und -modifikation, das Verständnis der Wechselwirkung von Oberflächen mit verschiedenen korrosiven Umgebungen und Korrosionsschutzkonzepten sowie die verfügbaren fortschrittlichen diagnostischen und analytischen Methoden ermöglichen innovative Forschung unter Weltraumbedingungen und den Transfer in die Industrie für eine nachhaltige Zukunft auf der Erde und im Weltraum.

Die folgenden Forschungsbereiche stehen im Fokus des Forschungsteams und bilden die Brücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung: Oberflächenmodifikationen durch verschiedene Oberflächentechnologien, Entwicklung fortschrittlicher Oberflächeneigenschaften und in-situ analytischer Methoden. Das Verständnis von Oberflächenwechselwirkungen fortgeschrittener Materialien unter Labor- und Mikrogravitationsbedingungen (um Konvektionseffekte zu unterdrücken) dient als Voraussetzung, um Oberflächen- und Materialmodifikationen mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen, z. B. für Materialien in den Bereichen Energie, Raumfahrt und Luftfahrt, unter Berücksichtigung von Chemie, Mikrostruktur und Verarbeitung von Oberflächen und Materialien. Dafür sind wissenschaftliche und infrastrukturelle Voraussetzungen vorhanden, um neu entwickelte Oberflächen und Materialien sowie deren Wechselwirkungen mit verschiedenen Umgebungen zu untersuchen, z. B. anhand des elektrochemischen Mechanismus für Energiematerialien oder additiv hergestellter Materialien unter Mikrogravitationsbedingungen und neu gestalteter Oberflächen, die an der Außenhaut von MAPHEUS-Raketen unter den harten Bedingungen im Weltraum und insbesondere beim Wiedereintritt getestet werden. Darüber hinaus wird das experimentelle Verständnis und die Simulation von Korrosionsmechanismen auf Quantencomputing-Ansätze angewendet.