Neue Materialien machen Flugzeuge leichter und Prothesen haltbar. Unternehmen brauchen dafür Materialwissenschaftler. Diese werden an der Universität des Saarlandes und an drei Forschungsinstituten auf dem Campus ausgebildet. Dort arbeiten rund 250 Materialforscher.

Ein Gecko läuft kopfüber an der Decke entlang und hinterlässt selbst auf Glas keine Spuren. Materialforscher nehmen die Geckofüße daher als Vorbild. Sie entwickeln beispielsweise Materialien, die extrem stark haften, sich aber auch einfach wieder lösen lassen – etwa für die Medizintechnik. Das ist nur eine von vielen Forschungs-Facetten des Leibniz-Instituts für neue Materialien (INM) in Saarbrücken. Zahlreiche Wissenschaftler ergründen dort die Welt der Materialien in kleinsten Dimensionen. Die Forscher entwickeln Beschichtungen, die Oberflächen besonders kratzfest machen oder so glatt, dass kein Reibungsverlust entsteht. Für Solarzellen haben die Wissenschaftler außerdem Folien entwickelt, die – einmal dünn aufgetragen – den Wirkungsgrad erheblich steigern. Die Experten untersuchen auch, wie sich Nanoteilchen auf Zellen auswirken, zum Beispiel, ob die mikroskopisch kleinen Partikel in Zellen eindringen können.

Winzige Dimensionen beschäftigen auch die Wissenschaftler am Material Engineering Center Saarland (MECS), einem Steinbeis-Forschungszentrum auf dem Uni-Campus. Mit Hilfe der so genannten Nano-Tomographie blicken die Forscher in das Innere von Materialien und analysieren diese nicht nur in Mikro- und Nanodimensionen, sondern bis zum einzelnen Atom hin. Die dreidimensionalen Bilder unterstützen die Wissenschaftler dabei, leistungsfähigere und robustere Werkstoffe zu entwickeln. Dazu dient auch eine Laser-Technologie, mit der Materialoberflächen präzise bearbeitet werden. Die Laserstrahlen erzeugen auf den Werkstoffen hauchdünne, dreidimensionale mikroskopische Muster. Dadurch haben die Bauteile eine geringere Reibung und sind weniger anfällig für Verschleiß, was in der Automobilindustrie und Mikrosystemtechnik eine wichtige Rolle spielt. Die Wissenschaftler erforschen außerdem neue Materialien für elektrische Kontakte. Sie sollen verhindern, dass die kleinen, aber extrem heißen Funken, die beim Einschalten aufblitzen, die Kontakte zerstören.

Auch die Experten vom Saarbrücker Fraunhofer Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) schauen genau hin, um verborgene Fehler aufzuspüren. Sie untersuchen etwa, ob sich die Eigenschaften von Bauteilen verändern und zur Sicherheitsgefahr werden. So überprüfen sie Räder von Hochgeschwindigkeitszügen, Kurbelwellen in Motoren oder Einspritzdüsen in Autos und der Raumfahrt. Dabei setzen die Forscher nicht nur Ultraschall, Mikrowellen und Röntgenstrahlen ein, sondern auch die Thermografie und Magnetik. Denn manchmal kommt es auf kleinste Veränderungen sogar auf atomarer Ebene an, selbst bei großen Bauteilen wie Windkrafträdern. Oft erkunden die Wissenschaftler solche Materialfehler schon während der Produktion. Dies spart den Unternehmen Kosten und erhöht die Qualität ihrer Produkte. In Pipelines setzen die Forscher auch Molche ein, das sind Robotersysteme, die mit Hunderten von Sensoren bestückt sind. Außerdem entwickeln sie unbemannte Kleinstflugzeuge, die zum Beispiel Alterungsschäden an hohen Gebäuden erkunden.