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 drei Wirkbereiche (Fields of Impact) einordnen lassen und zentrale gesellschaftliche Herausforderungen adressieren: Biomedizin-Materialien, nachhaltige Materialien und Informationsmaterialien.
Die exzessive Überschreitung der Menge an natürlichen Ressourcen, die uns jährlich zur Verfügung stehen, bedroht Klima, Umwelt und Mensch. Polymere und Werkstoffe auf Erdöl- oder Erdgas-Basis tragen außerdem zur Umweltverschmutzung bei. Die Entwicklung nachhaltiger Materialien ist daher wichtiger denn je: Wir benötigen neue Materialien, die für eine Verwendung in der Kreislaufwirtschaft konzipiert sind, und sich nach den Grundsätzen 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 nachhaltiger Materialien ein. Der Schwerpunkt liegt dabei nicht auf der stofflichen Umwandlung von Biomasse oder der Herstellung von bioabbaubaren Polymeren, sondern dem Design und der Herstellung von effizienten Effektstoffen, welche neue Recyclingtechnologien ermöglichen und die Performance von biobasierten Produkten verbessern. Ziel des DWI ist es nachhaltige Materialien mit besseren oder ganz neuen Eigenschaften zu entwickelt.
Das DWI konzentriert sich insbesondere auf programmierbare Additive zur Kontrolle von Adhäsionsmechanismen, die neue Recyclingkonzepte durch Stimuli wie Licht, Temperatur, pH-Wert und Ultraschall ermöglichen. Außerdem werden (stress)induzierte Aktoren, Mittel zur Grenzflächentrennung und Oberflächenmodifikation, Massen(de)vernetzer sowie neue Technologien für den 3D-Druck erforscht. Konkret tragen die Ergebnisse der Forschenden des DWI unter anderem zur Entwicklung umweltfreundlicher Klebstoffe, biobasierter Flammschutzmittel sowie regenbeständiger Pflanzen- und Saatgutschutzmittel bei.
Ein Leuchtturmprojekt dieses Wirkbereichs am DWI ist die Mitwirkung am Bio4MatPro-Kompetenzzentrum für biologische Transformation von Materialwissenschaften und Produktionstechnik. Gefördert wird das Großprojekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier. Hier arbeiten mehr als 60 Partner aus Akademie und Industrie zusammen, um die biologische Transformation von Industrien aus dem Textil- und Kunststoff-Bereich, industrielle Biotechnologie, Leichtbau und der für diese Transformation benötigten Produktionstechnik zu erforschen und umzusetzen.