Ob nachhaltige Mobilität, digitale Transformation, Energiewende oder moderne Medizintechnik – innovative Materialien sind der Schlüssel für die großen Zukunftsaufgaben unserer Zeit. Sie bilden die Grundlage für technologische Durchbrüche, sichern die Wettbewerbsfähigkeit unserer Industrie und tragen entscheidend dazu bei, Lebensqualität und Wohlstand zu erhalten. Schon heute basieren rund 70 Prozent aller Produktinnovationen auf neuen Werkstoffeigenschaften. Ohne leistungsfähige Materialien gäbe es keine modernen Autos und Flugzeuge, keine effizienten Batterien, keine Quantencomputer, keine maßgeschneiderten Implantate aus dem 3D-Drucker und auch keine zuverlässige Versorgung mit sauberem Trinkwasser.
Für eine treibhausgasneutrale Wirtschaftsweise und resilientere Gesellschaften sind Advanced Materials unverzichtbar. Dabei handelt es sich nach OECD-Definition um gänzlich neue oder weiterentwickelte Werkstoffe mit gezielt erzeugten vorteilhaften strukturellen oder funktionellen Eigenschaften. Advanced Materials helfen, kritische Rohstoffe zu substituieren, Energie- und Ressourceneffizienz zu steigern und Kreislaufwirtschaftskonzepte umzusetzen. Mit Methoden der computergestützten Modellierung, digitalen Werkstoffdatenbanken und KI-gestützter Simulation entstehen zudem völlig neue Ansätze für die Entwicklung, Verarbeitung und Anwendung von Materialien.
Die Forschung an Advanced Materials verbindet an der HTWK Leipzig daher unterschiedliche Disziplinen und Technologien: von der Werkstoffentwicklung selber (etwa Faserverbundwerkstoffe oder bioinspirierte Implantatwerkstoffe), über die Multifunktionalisierung von Werkstoffen (z.B. durch Integration von Sensornetzwerken oder die Realisierung von Energiespeicherfunktionen in Werkstoffen), bis hin zu digitaler Materialforschung (etwa computergestützte Modellierungsverfahren oder digitale Zwillinge) und modernen Fertigungsverfahren (z.B. additive Fertigung).
Themen
Kreislaufwirtschaft mit Faserverbunden
Das Composite Circularity Lab (CCL) entwickelt neue Konzepte, um für die Faserverbundindustrie den Übergang hin zu einer Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen. Im Einzelnen werden Kreislauf-Strategien, die aus den Elementen Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose und Recycling bestehen, in Demonstrator-Lösungen umgesetzt.
Forschungsprojekte:
Strukturbatterien und Structural Supercaps
Das World Economic Forum hat 2025 Strukturbatterien als eine der zehn Durchbruchstechnologien des Jahres gekürt. Dabei handelt es sich um Werkstoffe, die gleichzeitig hohe mechanische Lasten tragen können und wie eine Batterie Energie speichern können. Das Advanced Materials & Structures Lab (AMSL) forscht an Berechnungs- und Simulationsmethoden für diese innovativen multifunktionalen Werkstoffe.
Forschungsprojekte:
Advanced Materials für die Medizintechnik
Die Fakultät Ingenieurwissenschaften entwickelt maßgeschneiderte Werkstoffe für medizintechnische Produkte, wie Soft-Robotik-Strukturen, Implantate oder Orthesen. Dabei kommen Werkstoffe wie etwa Elastomere, Nanocomposites oder bio-hybride Materialien zum Einsatz.
Forschungsprojekte:
Additive Fertigungsverfahren für Advanced Materials
Die Fakultät Ingenieurwissenschaften entwickelt angepasste Fertigungslösungen zur additiven Fertigung unterschiedlicher Werkstoffgruppen. Dazu zählen Metalle, Polymere und Faserverbundwerkstoffe.
Forschungsprojekte:
Integrierte Sensornetzwerke
Die Fakultät Ingenieurwissenschaften forscht an der Entwicklung von Modulen für drahtlose Sensornetzwerke, die in Advanced Materials integriert und zur Strukturüberwachung von Systemen verwendet werden können. Hierfür werden verschiedene Schaltungsvarianten entwickelt.
Forschungsprojekte:
Digitale Materialforschung & Diagnostik
Die Fakultät Ingenieurwissenschaften entwickelt und verifiziert Berechnungs- und Simulationsverfahren für Advanced Materials sowie Komponenten und Bauteile aus diesen Werkstoffen. Dazu zählen etwa spröde Werkstoffe wie Halbleitermaterialien, Glas oder duroplastische Verbundwerkstoffe und duktile Materialien wie Polymere, faserverstärkte Thermoplaste und Soft-Robotik-Elastomere.
Forschungsprojekte:
Werkstoffe für Zero Emission Buildings
In Zusammenarbeit mit der Fakultät Bauwesen werden im CCL Werkstoffe für Niedrigstenergie-Gebäude entwickelt. Dazu zählen Carbonbeton sowie betonbasierte Sandwichmaterialien mit ultrahohen Wärmespeichereigenschaften.
Forschungsprojekte:
Expertise
Die Themen werden mit folgenden Kompetenzen bearbeitet:
- Additive Fertigung | Prof. Ines Dani, Prof. Robert Böhm
- Advanced Materials für die Medizintechnik | Prof. Thomas Neumuth, Prof. Stephan Schönfelder, Prof. Robert Böhm
- Berechnung von Advanced Materials | Prof. Stephan Schönfelder, Prof. Robert Böhm
- Circularity & R6-Stratgien | Prof. Robert Böhm
- Digitalisierung in der Materialforschung | Prof. Stephan Schönfelder
- Faserverbundwerkstoffe | Prof. Robert Böhm
- Multifunktionale Werkstoffe | Prof. Robert Böhm, Prof. Faouzi Derbel
- Sensornetzwerke & Monitoring | Prof. Faouzi Derbel
Team
Prof. Dr.-Ing. habil. Robert Böhm
Leichtbau mit Verbundwerkstoffen
Prof. Dr.-Ing. Ines Dani
Prof. Dr.-Ing. Faouzi Derbel
Smart Diagnostik und Online Monitoring
Prof. Dr. rer. nat. Thomas Neumuth
Informationssysteme in der Medizintechnik
Prof. Dr.-Ing. Stephan Schönfelder
Simulation energetischer und technischer Systeme
