Logo Kompetenzplattform Polymere Materialien

Forschungsziele

Inhaltliche Ausrichtung und strategische Orientierung

Das Forschungsziel fokusiert auf neuartige polymere Materialien. Die inhaltliche Ausrichtung und strategische Orientierung ergibt sich aus der Bündelung der innovativen Forschungsgebiete der Antragsteller unter Einbezug der jeweiligen Netzwerke. Sie beinhaltet die Entwicklung dieser Polymermaterialien neuer polymerer Materialien auf besonders zukunftsträchtigen, innovativen Forschungsgebieten mit praktischer Relevanz für Anwendungen:

  • die Entwicklung polymerer Hochleistungswerkstoffe (wasserquellbare Abdichtmaterialien, Hochleistungselastomere und -klebstoffe, Verbundwerkstoffe, Superabsorber), 
  • die Entwicklung intelligenter Polymermaterialien (intelligente, stimulisensitive Hydrogele als Sensoren und Aktuatoren in biomedizinischen Anwendungen),
  • der Einsatz von Polymermaterialien für Anwendungen im Bereich der Mikro- und Nanosensorik und zur Untersuchung von Grenzflächenphänomenen (Interface "organisch/anorganisch" bzw. "fest/flüssig"),
  • die Materialentwicklung auf Basis nachwachsender Rohstoffe,
  • im Bereich der Fertigung von polymeren Materialien die Simulation des Werkstoffverhaltens auf der Basis von Werkstoffmodellen und Validierung durch spezifischen Prüfmethoden, besonders im Bereich der Mikro- und Nanoeigenschaften von Verbundwerkstoffen,
  • das Kunststoffrecycling,
  • die Entwicklung und Nutzung neuer hochempfindlicher und hochselektiver Analysemethoden im Bereich der schnellen Charakterisierung und Spurenanalyse von Polymeren, Polymerblends und Verbundmaterialien (Pyrolyse-GC/MS, Headspace-SPME-GC/MS),
  • den Einsatz polymerer Materialien in der Medizin (magnetische thermosensitive Nanopartikel zur Tumortherapie, biokompatible Materialien, Hochleistungswerkstoffe für kardiovaskuläre Langzeitimplantate, Dentalmaterialien),
  • polymere Materialien in der Nanotechnologie und Biotechnologie (nanostrukturierte Oberflächen, mit Nanotubes verstärkte kardiovaskuläre Langzeitimplantate, magnetische Polymernanopartikel für biotechnologische Applikationen),
  • die Entwicklung neuartiger, stabiler, auf Polymeren basierender chemischer Katalysatoren und Biokatalysatoren.

Diese thematische Ausrichtung der Kompetenzplattform an den aktuellen innovativen Aufgabenstellungen im Bereich polymerer Materialien basiert auf dem Know-how, welches von den einzelnen Antragstellern erarbeitet wurde sowie dem während der Projektarbeiten entstandenen Netzwerk. Das Netzwerk stellt zur Erreichung des Forschungszieles ergänzendes notwendiges Know-how in Form von Kooperationen bereit, vor allem im Maschinenbau (Prof. Gartzen, FH Aachen; Prof. Michaeli, IKV, RWTH Aachen, Prof. Geilen, FH BRS), in der Physik und technischen Chemie (Profs. Blümich, Leitner und Stapf, ITMC, RTWH Aachen; Prof.in Ortanderl, FH BRS) in der Medizin (Prof. Schmitz-Rhode, Helmholtz-Institute for Biomedical Engineering, RWTH Aachen,), in der Analytik (Prof. Fink, FH-BRS), in der Werkstoffanalytik (Prof.in Schroeder-Obst), in der Werkstoffentwicklung und -simulation (Prof. Kollenberg und Prof. Heinzelmann, FH BRS). 

Zum Erreichen des Forschungsziels - der Entwicklung neuer polymerer Materialien - werden sich neben den aufgezählten Kollegen und Instituten auch Firmen, die für die Anwendungs- und Vermarktungsperspektive unerläßlich sind, an der Entwicklung beteiligen. Dies sind vor allem die Dätwyler AG, die Tricosal GmbH und die SIKA AG, CH, mit der Zielstellung der Entwicklung innovativer polymerer Bauabdichtmaterialien, die Fa. Cellpack GmbH mit der Zielstellung neuartiger polymerer Kabelisolierungen, die Fa. Stockhausen GmbH, mit der Zielstellung hochwirksamer polymerer Superabsorber, die Degussa AG mit der Zielstellung der Entwicklung polymerer Nanopartikel sowie chemischer Katalysatoren und Biokatalysatoren, die Firmen Bayer AG und Celanese AG mit der Zielstellung der Entwicklung neuer polymerer Nanopartikel, die Fa. VOCO GmbH, im Bereich neuer polymerer Dentalmaterialien und die HAMOS GmbH im Bereich des Recyclings polymerer Materialien. 

Mit allen aufgezählten Partnern bestehen bereits langjährige Kooperationen mit intensivem wissenschaftlichem und technischem Austausch. Besonders die enge Einbeziehung der Institute der RWTH Aachen sowie des Forschungszentrums Jülich, auch im Rahmen von gemeinsamen DFG-Anträgen, bringt eine signifikante wissenschaftliche Vertiefung bei der Planung und Umsetzung des Forschungsziels mit sich. Die intensive und langjährige vertrauensvolle Zusammenarbeit mit den aufgezählten Firmen ist Grundlage für den anschließenden Transfererfolg. 

Mit weiteren neu dazugekommenen Firmen werden Projekte im Rahmen des beschriebenen Forschungszieles vorbereitet, so mit der Fa. Lohmann im Bereich Klebstoffe, der Fa. be innovative GmbH, im Bereich polymerer Langzeitimplantate, der Fa. ACT GmbH im Bereich polymerer Werkstoffentwicklung mit NMR-Technik, der Chemagen GmbH im Bereich polymerer magnetischer Nanopartikel und der Biorefinery GmbH im Bereich nachwachsender Rohstoffe.

Die Mitglieder der Kompetenzplattform "Polymere Materialien" sind auf den oben aufgezeigten hoch innovativen Feldern des Forschungsziels ausgewiesene Experten und ergänzen sich in ihrer Spezialisierung derart, dass nahezu das gesamte Feld der polymeren Materialien von der Polymerchemie über die Polymerphysik, die Polymeranalytik und -prüfung, die Kunststoffverarbeitung und Werkstoffmodellierung bis zum Kunststoffrecycling und Anwendungen in der Sensortechnik abgedeckt wird. Spezifische Kenntnisse der beteiligten Professoren in Anwendungsfeldern polymerer Materialien in z.B. der Nanotechnologie, der Biotechnologie, der Medizin und dem Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen erschließen vielfältige Kooperations- und Förderpotentiale.

Im Bereich der Fachhochschulen sind die Forschung und die Lehre auf viele Teilbereiche beschränkt. Eine Bündelung der Aktivitäten im Bereich "Polymere Materialien" ist daher wünschenswert. Mit den gebündelten Kompetenzen entsteht somit in NRW ein Ansprechpartner für Forschung, Entwicklung und Technologietransfer, der alle wesentlichen Aspekte polymerer Materialien abdeckt und dessen Forschung auf die innovativen Zukunftstechnologien in diesem Bereich fokussiert sind. Damit stellt die Kompetenzplattform "Polymere Materialien" eine notwendige Erweiterung der Aktivitäten der Initiative "Kunststoffland NRW" sowie des BMBF-Kompetenznetzes "Kunststoff-Innovationszentrum Aachen" dar. Das Know-how sowie die thematische Fokussierung und Zielstellung der einzelnen Mitglieder sind im folgenden spezifiziert. 

x