Mission: Die ultimative Form von Materialien

In den großen globalen Themen wie Gesundheit, Energie und Umwelt gibt es zahlreiche Herausforderungen, die sich als Management dynamischer Netzwerke beschreiben lassen. So können beispielsweise das menschliche Gehirn oder Stromnetze für erneuerbare Energien als dynamische Netzwerke betrachtet werden, welche sich in Bezug auf Raum und Zeit nicht linear, sondern sehr komplex verhalten – alles hängt mit allem zusammen, Einflüsse und Auswirkungen sind vielschichtig und verzweigt und es existieren zahlreiche „Feedback-Loops“.

Materialien zur Bewältigung von verschiedenen Herausforderungen haben sich zwar schon von statischen über funktionale Materialien bis hin zur jüngsten Vision der intelligenten Materie entwickelt, die auf äußere Einflüsse reagieren kann. Jedoch interagieren Materialien noch immer nicht hinreichend ganzheitlich mit der Komplexität und Dynamik Ihrer Umgebung.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Hier setzt das Konzept der „Vernetzten Materie“ an, in dem Material und umgebendes Netzwerk eine Einheit bilden und damit über die konventionellen Vorstellungen von statischer, funktioneller oder intelligenter Materie hinaus gehen. Eine solch vielschichtige Herausforderung kann jedoch nicht von einer einzigen Disziplin wie der Materialwissenschaft gelöst werden, sondern wird hochgradig interdisziplinär behandelt, um tieferliegende Mechanismen dahinter zu entschlüsseln, weiter reichende Synergien zu entdecken und Erkenntnisse für dynamische Netzwerke (allgemein) nutzbar zu machen.

In unserer Forschungsinitiative „Networked Matter“ wollen daher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsschwerpunkts KiNSIS (Kiel Nano, Surface and Interface Science) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des Departments Life, Light and Matter (LLM) der Universität Rostock gemeinsam Materie schaffen, die zielgerichtet in das dynamische, sie umgebende Netzwerk eingreift, um zum Beispiel Krankheiten zu heilen oder Energieumwandlungen effizient und effektiv zu machen – „Vernetzte Materie“ als „ultimative Form“ von Materialien.

In der Vergangenheit wurden Werkstoffe als statisch betrachtet und die komplexen Netzwerke ignoriert, die sie umgeben. Derzeit sind funktionale und intelligente Materialien (smart materials) teilweise mit ihrer Umgebung verbunden. In Zukunft wird die Materie vollständig mit dem sie umgebenden dynamischen Netzwerk interagieren und als vernetzte Materie ein fester Bestandteil davon werden.

Erste Erfolge

In bisherigen Arbeiten wie in zahlreichen Sonderforschungsbereichen und Graduiertenkollegs haben die beteiligten Forschenden erste Materialien entwickelt, die große Potentiale für dynamische Netzwerke wie das menschliche Gehirn oder Stromnetze für Erneuerbaren Energiequellen haben. Zudem ist für wirkliche technologische Innovationen und einen nachhaltigen, zukunftsweisenden Wandel in Energie, Gesundheit und Umwelt nicht zuletzt ein enger Austausch mit der Wirtschaft und eine neuartig gedachte Fachkräfteausbildung zentrale Voraussetzung.

Eine einmalige Verbindung

Mit unserer Forschungsinitiative „Networked Matter“ vertiefen die Universitäten in Kiel und Rostock ihre interdisziplinäre Zusammenarbeit und bringen sie auf ein neues Level transdisziplinären Denkens, fach-, fakultäts- und hochschulübergreifend. In einer einmaligen Verbindung von Spitzenforschung und Technologietransfer im engen Austausch mit außeruniversitären Partnern und Unternehmen wollen wir außerdem neue Standards in der Nachwuchs- und Regionalentwicklung für die Forschungs- und Innovationsstandorte Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern setzen.

Homepage von Networked Matter