Plasmen und Oberflächendesign

Für die nachhaltige Materialentwicklung leistungsfähiger Komponenten und deren Transfer in die Industrie ist es notwendig, die Anwendungsgrenzen von Materialien durch neue Oberflächen und oberflächenbezogene Bereiche wie Grenzschichten und Randzonen zu erweitern. Die vorhandene wissenschaftliche Erfahrung des Instituts mit Plasma-Prozessen, einschließlich der bestehenden Plasma-Einrichtungen, sowie die wissenschaftliche Expertise im Bereich Oberflächengestaltung, Wechselwirkungen von Oberflächen mit Umgebungen, Korrosion und Korrosionsschutzkonzepte ermöglichen zahlreiche neue Forschungsansätze unter Weltraumbedingungen für eine nachhaltige Zukunft auf der Erde und im Weltraum.

Die folgenden Forschungsbereiche stehen im Fokus des Forschungsteams und bilden die Brücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung: Entwicklung von Plasmaprozessen zur Oberflächentechnologie, Oberflächenmodifikationen und Entwicklung diagnostischer und analytischer Methoden. Plasmaprozesse zur Erzeugung neuer Oberflächen und Materialien werden unter Labor- und Mikrogravitationsbedingungen (um Konvektion im Prozessgas zu unterdrücken) untersucht, um ein neues Verständnis der Wechselwirkungen von Oberfläche/Plasma zu gewinnen und damit eine bessere Kontrolle der Oberflächenprozesse zu ermöglichen, z. B. für fortschrittliche Oberflächenmodifikationen oder nachhaltige Reduktionsprozesse vom Erz zum Metall. Darüber hinaus werden Modellsysteme klassischer kondensierter Materie verwendet, z. B. Janus-Partikel als aktive Materie, Quantenpunkte als Ladungssensoren und die Vorbereitung von COMPACT – der zukünftigen Einrichtung für die Internationale Raumstation – um z. B. Sensorsysteme zu entwickeln.