Vielfältige Perspektiven bereichern die Forschung. In den fünf Forschungsbereichen von livMatS müssen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Biomimetik, der Chemie, den Materialwissenschaften, der Mikrosystemtechnik, der Nachhaltigkeit und der gesellschaftlichen Akzeptanzforschung in interdisziplinären Projekten zusammenarbeiten. Um den Nachwuchsforschern diese Zusammenarbeit zu erleichtern, halten livMatS-Experten regelmäßig Vorträge zu zentralen Aspekten der Forschung in diesen verschiedenen Disziplinen. Die Vorträge sind unten aufgeführt:
Lecture 1 - 17 May 2023
...and there was light: The making of itsy-bitsy, teeny-weeny structures by photolithography
Prof. Jürgen Rühe
In der Vorlesung werden wir einige der grundlegenden Konzepte der Photolithographie auf Undergraduate-Niveau vorstellen und zeigen, wie dieses Konzept für die Forschungsvision von livMatS relevant ist. Am Ende werden wir einige aktuelle Forschungsarbeiten zu diesem Thema in unserem Cluster hervorheben. Nach der Vorlesung sollten Sie in der Lage sein, einige der Grundlagen der Wechselwirkung von Licht mit Materie zu verstehen und wissen, wie Photopatterning in unseren livMatS-Laboren durchgeführt werden kann.
Lecture 2 - 14 June 2023
Metamaterials: from static structures to life-like behavior
Prof. Chris Eberl and Dr. Viacheslav Slesarenko
Während dieses Vortrags werden wir über die Fortschritte auf dem Gebiet der Metamaterialien sprechen, modernste Designs und Konzepte vorstellen und die möglichen Anwendungen von Metamaterialien und programmierbaren Materialien diskutieren. Sie erhalten einen umfassenden Überblick über die jüngsten Fortschritte auf diesem Gebiet und werden verstehen, wie Metamaterialien mit der langfristigen Vision des Clusters verflochten sind.
Lecture 3 - 12 July 2023
Acceptance of emerging technologies - assessment strategies including cognitive affective maps (CAMs)
Prof. Andrea Kiesel
Der Vortrag gibt einen Überblick über die neuesten Methoden zur Bewertung der Technologieakzeptanz auf der Grundlage des Technologieakzeptanzmodells (TAM) von Venkatesh und Kollegen sowie eigener Forschung im Bereich der Fahrerassistenzsysteme. Wir werden die Probleme bei der Vorhersage der Akzeptanz noch nicht existierender Technologien, wie z. B. zukünftiger livMatS-Technologien, untersuchen. Wir werden uns auch mit der Datenerfassung auf der Grundlage von Interviews, Fragebögen und kognitiven affektiven Karten (CAM) als neuartiges Instrument für die Mixed-Methods-Forschung befassen. Schließlich werden wir anhand von Beispielen zeigen, wie CAMs unsere Forschung bereichert haben, um die Akzeptanz zukünftiger Climate Engineering Technologien vorherzusagen.
Lecture 4 - 25 October 2023
How do batteries work? - From the basics to the livmatS context
Prof. Ingo Krossing
Der Vortrag wird kurz die Batteriechemie in einfachen Worten beschreiben, die Komponenten einer Zelle ansprechen, klassische Systeme besprechen und das ewige Ringen um bessere, z.B. nachhaltigere und/oder widerstandsfähigere Batteriesysteme beschreiben. Darüber hinaus werden die Ideen und Grundlagen für zukünftige „Post-Lithium“-Batteriesysteme vorgestellt und einige Systeme explizit erläutert. Darüber hinaus werden in jedem Abschnitt der ökologische Fußabdruck und der Bedarf an kritischen Rohstoffen angesprochen, um die Sensibilität für die Probleme zu erhöhen und eventuell Auswege zu finden.
Lecture 5 - 22 November 2023
The principle of photovoltaic energy conversion
Dr. Uli Würfel
In der Vorlesung wird das Grundkonzept der photovoltaischen Energieumwandlung mit Hilfe von Halbleitermaterialien vorgestellt. Dazu gehören:
- die Photonenabsorption und die Erzeugung, den Transport und die Rekombination von Ladungsträgern
- wie eine typische Strom-Spannungs-Kennlinie einer Solarzelle aussieht (und warum!).
- Welches sind die grundlegenden Faktoren, die die Leistung der Geräte begrenzen?
Der zweite Teil wird sich speziell mit Perowskit- und organischen Solarzellen befassen, da diese hauptsächlich für die Forschung und Entwicklung im Bereich A von livMatS verwendet werden.
Lecture 6 - 21 February 2024
Supercapacitors and Photosupercapacitors for electrochemical energy storage
Prof. Anna Fischer
Die Solstore-Projekte konzentrieren sich auf die Entwicklung von multifunktionalen Geräten zur Energiegewinnung und -speicherung. Während frühere livMatS-Kernvorlesungen die Prinzipien von photovoltaischen Solarzellen für die Energiegewinnung und -umwandlung sowie von Batterien für die elektrochemische Energiespeicherung behandelten, werden wir uns im Detail mit Superkondensatoren und ihren Funktionsprinzipien befassen und einige Beispiele für integrierte Fotosuperkondensatoren vorstellen.
Lecture 7 - 08 May 2024
Precision Macromolecules and Polymers
Prof. Laura Hartmann
In dieser Sitzung werden wir uns auf die verschiedenen Formen der molekularen Definition für Polymere, Makromoleküle und polymere Materialien konzentrieren. Die meisten synthetischen Polymere und Materialien sind weit von der in der Natur bekannten molekularen Präzision entfernt, und es war eine Aufgabe der Polymer- und Materialforschung in den letzten 15 Jahren, auch für solche nicht-biologischen Systeme ein höheres Maß an molekularer Kontrolle zu ermöglichen. Es wird davon ausgegangen, dass dies den Zugang zu Materialien mit verbesserten oder sogar völlig neuen Funktionen ermöglichen wird, einschließlich der Anpassungsfähigkeit und Langlebigkeit von Materialien. Am Ende dieser Sitzung sollten Sie ein klareres Verständnis der verschiedenen Formen der molekularen Definition und Strategien zur Kontrolle der molekularen Definition bei der Synthese solcher Systeme haben. Außerdem werden Sie erkennen, wie die molekulare Definition genutzt werden kann, um bestimmte Funktionen und Anwendungen zu realisieren, z. B. in der Datenspeicherung oder der Biomedizin.
Lecture 8 - 12 June 2024
Biomimetics, bioinspiration, biomimicry, life-likeness. What do they have in common and how do they differ?
Dr. Olga Speck
In den letzten Jahrzehnten hat der systematische Wissenstransfer von biologischen Modellen in technische Anwendungen immer mehr an Bedeutung gewonnen. Dies gilt auch für die Vision von livMatS, die darauf abzielt, das Beste aus zwei Welten - Natur und Technik - zu verbinden. In diesem Zusammenhang sind Begriffe wie Biomimetik, Bioinspiration, Biomimikry und Lebensnähe geprägt worden. Alle diese Begriffe beschreiben den Ideenfluss von der Biologie zur Technik und klingen ähnlich, unterscheiden sich aber im Detail erheblich. Am Ende dieses interaktiven Vortrags werden Sie in der Lage sein, den Körperbau von Pflanzen als Vorbild für technische Anwendungen zu verstehen und die beiden systematischen biomimetischen Ansätze (ISO-Richtlinien) kennen zu lernen. Gemeinsam suchen wir nach Merkmalen zur Unterscheidung zwischen Biomimetik, Bioinspiration, Biomimikry und Lebensähnlichkeit.
Lecture 9 - 17 July 2024
Elastic Inflatable Actuators: Design, Fabrication, Applications
Jr. Prof. Edoardo Milana
Diese Vorlesung befasst sich mit dem Design, der Herstellung und den Anwendungen von weichen Roboterkomponenten, die weiche Materialien und Aufblasen für die Bewegung nutzen. Aufblasbare Aktoren sind verformbare Strukturen, die sich ausdehnen, zusammenziehen, biegen und verdrehen können, wenn ihre Hohlräume durch eine Flüssigkeit (z. B. Luft oder Wasser) unter Druck gesetzt werden. Die Teilnehmer erhalten einen Einblick in die Prinzipien des Entwurfsprozesses sowie in einfache analytische Modelle, erforschen verschiedene Herstellungstechniken vom 3D-Druck bis zum Gießen und untersuchen das Verhalten und die Leistung dieser Aktoren. Anhand von Beispielen und Fallstudien aus der Praxis werden wir die vielfältigen Anwendungen elastischer aufblasbarer Aktoren in den Bereichen Soft-Robotik und Rehabilitationsrobotik sehen. Der Vortrag geht auch auf aktuelle Herausforderungen und künftige Richtungen in diesem Bereich ein und bietet einen Überblick für alle, die an Soft-Robotik und verwandten Disziplinen interessiert sind.