Wirkbereiche des DWI
Das DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien entwickelt Materialien mit dynamischen Eigenschaften und aktiven Funktionen und folgt dabei dem Vorbild belebter Materialien in der Natur. Um diese Mission zu verwirklichen, ist die Forschungsarbeit im DWI so organisiert, dass die Konvergenz verschiedener Wissenschaftsbereiche gefördert wird. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus derzeit fünf Kompetenzfeldern arbeiten in interdisziplinären Forschungsprojekten zusammen, die sich jeweils in einen der beiden Wirkbereiche (Fields of Impact) einordnen lassen und zentrale gesellschaftliche Herausforderungen adressieren: Biomedizin-Materialien und nachhaltige Materialien.
Die exzessive Nutzung natürlicher Ressourcen, die uns jährlich zur Verfügung stehen, bedroht Klima, Umwelt und Mensch. Polymere und Werkstoffe auf Erdöl- oder Erdgasbasis tragen zusätzlich zur Umweltverschmutzung bei. Die Entwicklung nachhaltiger Materialien ist daher wichtiger denn je: Wir benötigen neue Materialien, die gezielt für den Einsatz in einer Kreislaufwirtschaft konzipiert sind und sich nach den Prinzipien der Grünen Chemie aus biobasierten Ausgangsbausteinen unter Verwendung abfallfreier und energieeffizienter Syntheseverfahren herstellen lassen.
Mit einer einzigartigen Kombination wissenschaftlicher Kompetenzen in den Bereichen Moleküldesign und -synthese, Prozessierung und Energieumwandlung nimmt das DWI eine führende Position im Bereich programmierbarer, interaktiver und nachhaltiger Materialien ein. Der Fokus liegt dabei nicht auf der stofflichen Umwandlung von Biomasse oder der Entwicklung bioabbaubarer Polymere, sondern auf dem Design und der Herstellung effizienter Funktionsstoffe, die neue Recyclingtechnologien ermöglichen und die Leistungsfähigkeit biobasierter Produkte verbessern. Ziel des DWI ist es, nachhaltige Materialien mit verbesserten oder völlig neuen Eigenschaften zu entwickeln.
Das DWI konzentriert sich insbesondere auf programmierbare Additive zur Steuerung von Adhäsionsmechanismen, die innovative Recyclingkonzepte durch externe Stimuli wie Licht, Temperatur, pH-Wert oder Ultraschall ermöglichen. Darüber hinaus werden (stress-)induzierte Aktoren, Mittel zur Grenzflächentrennung und Oberflächenmodifikation, Massen-(De-)vernetzer sowie neue Technologien für den 3D-Druck erforscht. Konkret tragen die Forschungsergebnisse des DWI unter anderem zur Entwicklung umweltfreundlicher Klebstoffe, biobasierter Flammschutzmittel sowie wasser- und wetterbeständiger Pflanzen- und Saatgutschutzmittel bei.
Ein Leuchtturmprojekt dieses Forschungsbereichs am DWI ist die Mitwirkung am Kompetenzzentrum Bio4MatPro für die biologische Transformation von Materialwissenschaften und Produktionstechnik. Gefördert wird dieses Großprojekt vom Bundesministerium für Bildung, Forschung und Raumfahrt (BMBF) im Rahmen der Initiative Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier. Hier arbeiten mehr als 60 Partner aus Wissenschaft und Industrie zusammen, um die biologische Transformation industrieller Sektoren aus den Bereichen Textil, Kunststoff, industrielle Biotechnologie und Leichtbau sowie die dafür erforderliche Produktionstechnik zu erforschen und umzusetzen.