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Pôle d'Excellence EAM

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Bienvenue dans la version démo des matériaux hautes performances im Pôle d'Excellence Ingénierie des Matériaux Avancés (EAM) Ici, vous pouvez avoir une idée de la structure globale prévue et essayer les premières unités d'apprentissage.Les unités d'apprentissage préparent les travaux de recherche actuels de l'EAM et montrent le chemin de la recherche fondamentale à l'application (de la molécule au matériau).

Nouveaux matériaux hautes performances pour la catalyse, la nanoélectronique, l'optique et la construction légère

A partir des plus petits éléments constitutifs, les molécules et les particules, les chercheurs assemblent pièce par pièce les structures souhaitées jusqu'au composant.Grâce à cette structure hiérarchique, les chercheurs sont capables d'en créer de nouvelles intéressantes. propriétés mécaniques, optiques, catalytiques et électroniques des matériaux Les domaines transversaux « Systèmes de particules fonctionnels », « Nanoanalyse et microscopie » et « Modélisation et simulation » soutiennent les domaines d'application dans la fabrication, l'analyse et l'optimisation des blocs de construction.

Le pôle d'excellence Ingénierie des matériaux avancés (EAM) de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg est un réseau de recherche interdisciplinaire,en faisant matériaux haute performance sur mesure être développé pour les technologies futures et les applications innovantes. Ces matériaux seront d'une grande importance pour les marchés du futur.


Pôle d'Excellence CUI

Comment se déplacent les éléments constitutifs élémentaires de la nature ? Les atomes, les molécules et les électrons des solides et de la matière peuvent-ils être contrôlés de manière ciblée et précise, à toutes les échelles de longueur et de temps ? Derrière ces questions se cachent certains des défis les plus importants et les plus passionnants auxquels la science d'aujourd'hui est confrontée - et l'objectif central du cluster d'excellence Le Centre d'imagerie ultrarapide de Hambourg (CUI) : l'analyse des processus chimiques et physiques fondamentaux dans le domaine des photons et des nanosciences .
Les chercheurs acquièrent une compréhension plus détaillée des effets fondamentaux tels que la supraconductivité à haute température, l'apparition de différents types de magnétisme ou la formation de structures moléculaires, biologiques et mésoscopiques ordonnées. Ces nouvelles découvertes élargissent notre compréhension de la physique, de la chimie et de la biologie et aboutiront à terme à de nouvelles applications en médecine ainsi qu'à de nouveaux matériaux pour la haute technologie.

Vivre là-bas : Atomes, molécules, électrons en action

La possibilité de pouvoir observer des atomes, des molécules et des électrons en action directement et en direct révolutionne la recherche surtout là où la biologie, la physique et la chimie se confondent. Hambourg, avec ses sources hautement développées d'électrons et de rayons X ainsi que ses installations de physique laser, offre un environnement unique pour l'observation directe des processus atomiques. Afin d'être en mesure d'examiner et d'évaluer en détail des processus aussi complexes sur des échelles de temps et de durée pertinentes, l'expertise de diverses disciplines et cultures scientifiques est requise. Pour cette raison, des équipes de recherche de différentes disciplines se sont réunies sous l'égide du Pôle d'excellence CUI depuis 2012 : des scientifiques de divers domaines de la physique et de la chimie - complétés par des experts de la biologie et de la médecine.

Formation & opportunités

Pour l'Allemagne en tant que site scientifique, il est d'une importance fondamentale de fournir un soutien ciblé aux jeunes scientifiques. L'école doctorale est donc une partie importante du cluster. Cela offre un tout nouveau programme de formation avec des modules interdisciplinaires spécialement pour le projet de recherche. En outre, les doctorants ont la possibilité de participer activement au développement ultérieur de l'école doctorale en organisant des écoles d'hiver et d'été, des colloques et des séries de conférences.
Les sciences physiques en particulier sont encore aujourd'hui fortement dominées par les hommes. Tous les programmes sont donc directement liés au thème du « genre ».Une nouvelle chaire - la chaire invitée Mildred Dresselhaus - est spécialement créée pour les femmes et invite des femmes scientifiques de haut niveau à effectuer des recherches au CUI.
Le contact avec les écoles n'est pas non plus anodin : CUI souhaite éveiller l'intérêt pour les possibilités de présentation fascinantes des processus physiques et chimiques et favoriser les échanges directs avec les équipes de scientifiques. Il y a aussi le laboratoire scolaire « Light & amp Schools », qui propose des cours et du matériel d'accompagnement pour les enseignants ainsi que des visites régulières et des cours d'expérimentation pour les classes des écoles.

Initiative d'excellence pour la recherche de pointe

Le pôle d'excellence vise à offrir aux scientifiques un excellent environnement pour la recherche interdisciplinaire de haut niveau. CUI est financé en tant que projet de recherche de l'Université de Hambourg dans le cadre de l'initiative d'excellence des gouvernements fédéral et des États jusqu'en 2018 avec 25 millions d'euros.


Laboratoire de l'école de physique : Les systèmes énergétiques régénératifs et leur stockage

En plus des expérimentations sur le fonctionnement de base des systèmes solaires et éoliens, les derniers développements sur le thème des "cellules solaires" peuvent être réalisés dans le laboratoire de l'école. se faire découvrir. Les cellules solaires à colorant et les cellules solaires organiques à base de polymère, qui font actuellement l'objet de la recherche actuelle sur les matériaux, peuvent non seulement être comprises dans le laboratoire de l'école, mais également fabriquées. Différentes stations d'essais offrent la possibilité de déterminer l'efficacité des « cellules solaires auto-fabriquées » en fonction de paramètres caractéristiques. Des expériences sur le thème de « l'hydrogène et son stockage » traitent de la manière dont l'énergie régénérative peut être fournie sans vent ni soleil.


MCQST : Centre de Munich pour la science et la technologie quantiques

Ordinateurs, puces électroniques, lasers : la technologie basée sur la connaissance de la mécanique quantique est utilisée dans de nombreux domaines. La mécanique quantique décrit les propriétés physiques des plus petites particules et a révolutionné la science au 20e siècle. Un saut technologique est actuellement en cours sous le terme « Quantum 2.0 ». Elle repose sur l'utilisation de la superposition et de l'intrication d'états quantiques. Le potentiel d'application est énorme. Les ordinateurs quantiques extrêmement puissants ou les systèmes de communication quantique sécurisés ne sont que deux exemples.

Le Centre de Munich pour la science et la technologie quantiques (MCQST) vise à acquérir une compréhension globale des phénomènes de mécanique quantique et ainsi à faire progresser les composants, matériaux et concepts fondamentaux pour les technologies quantiques. La recherche interdisciplinaire va de l'analyse de l'intrication dans les systèmes à plusieurs corps au développement d'une nouvelle génération de dispositifs et de capteurs quantiques - tels que des ordinateurs quantiques évolutifs, des capteurs pour la métrologie de précision, des systèmes de communication sécurisés pour la vie quotidienne, des nanocapteurs pour la vie cellules ou de nouveaux matériaux quantiques.

Un nouveau bâtiment de recherche (« Quantum Science & amp Technology ») est en cours de construction au TUM à Garching, dont le financement (40 millions d'euros) est partagé par le gouvernement fédéral et l'État libre de Bavière. Les conférenciers du TUM sont le Prof. Rudolf Gross (Physique) et le Prof. Ignacio Cirac (Physique / MPI pour l'optique quantique).

  • combine des recherches en physique, mathématiques, informatique, science des matériaux, chimie et cosmologie dans le domaine jeune et multidisciplinaire des sciences et technologies quantiques (QWT).
  • stimule la recherche fondamentale : pour une compréhension globale de l'intrication quantique sur une grande variété d'échelles de temps, de longueur et d'énergie.
  • développe les technologies futures : des nouveaux matériaux quantiques aux puissants systèmes d'information quantique en passant par les techniques de contrôle et de surveillance précis des systèmes quantiques.
  • relie les chercheurs de Munich à un centre de recherche quantique interactif et unique au monde - composé de plus de 30 groupes de recherche du TUM, de l'Université Ludwig Maximilians, de l'Institut Max Planck d'optique quantique et de l'Institut Walther Meißner pour la recherche sur les basses températures.

Bourse de démarrage EAM pour le professeur Dr. Julien Bachmann

Nouvelles sources lumineuses, matériaux incassables issus de l'ordinateur, conversion efficace de l'énergie et nouvelles combinaisons de matériaux dans des matériaux hybrides : dans le pôle d'excellence Ingénierie des matériaux et procédés avancés (EAM) de la FAU, les chercheurs travaillent sur des idées pionnières. Avec son programme de financement - l'EAM Starting Grant - le Pôle d'Excellence souhaite soutenir ses meilleurs jeunes scientifiques. Cette année, quatre jeunes chercheurs ont reçu un financement de 100 000 euros chacun, leur donnant l'opportunité de faire avancer leurs projets, dont le Prof. Dr. Julien Bachmann, Chaire de chimie inorganique et générale.

Prof. Dr. Julien Bachmann (35), professeur W2 de chimie inorganique et générale

Générer et stocker efficacement de l'électricité verte

La production et l'utilisation neutres en CO2 de l'énergie nécessitent une conversion efficace entre les trois formes de lumière solaire, d'électricité et de combustible. Ces processus de conversion, qui ont lieu dans les cellules solaires, les batteries et les électrolyseurs, sont tous basés sur l'échange d'électrons aux interfaces entre deux matériaux. C'est là qu'intervient Julien Bachmann : il veut rendre ces processus de transformation plus efficaces et se laisse guider par la nature. Grâce à des structures coordonnées de manière optimale à l'échelle nanométrique, la lumière du soleil est convertie en énergie dans les feuilles de manière très efficace. Dans son projet, Julien Bachmann souhaite structurer les matériaux pour les cellules solaires, les électrodes et les batteries lithium-ion au niveau nano de telle sorte que les géométries des interfaces puissent être contrôlées et améliorées. Pour ce faire, il souhaite rendre les composants plus efficaces, mais aussi clarifier fondamentalement quels processus physiques et chimiques limitent le débit des composants.

À la personne

Prof. Dr. Bachmann a étudié la chimie à l'Université de Lausanne, en Suisse, et a obtenu son doctorat en chimie inorganique du Massachusetts Institute of Technology (MIT), aux États-Unis. À partir de 2006, il a effectué des recherches en tant que boursier Alexander von Humboldt à l'Institut Max Planck de physique des microstructures à Halle et à l'Université de Hambourg, où il est devenu professeur junior au département de physique en 2009. Depuis le semestre d'hiver 2012/13, M. Bachmann est titulaire de la chaire W2 de chimie inorganique et générale.

Les recherches du Prof. Dr. Bachmann se concentre sur le développement de méthodes préparatoires pour la production de nouveaux types de matériaux nanostructurés et d'interfaces pour la conversion d'énergie. Les nanostructures synthétisées à grande surface ont une géométrie ajustable avec précision, et leurs propriétés physiques et chimiques sont systématiquement étudiées en fonction des paramètres géométriques. Le transport et l'échange d'électrons et d'ions aux interfaces dans les cellules solaires, les batteries et autres électrodes présentent un intérêt particulier.


La science de l'EAM rencontre la fiction

EAM Science rencontre Fiction inclus

  • une exposition d'art scientifique (a eu lieu du 16 septembre au 23 octobre 2017)
  • un appel d'offres pour des contributions littéraires qui ont été intégrées dans le concept de l'exposition et qui a maintenant été publié sous forme de livre par Homunculus-Verlag
    ([Lien vers le site de l'éditeur] [Introduction] [Table des matières])
  • un programme d'événements d'accompagnement ([flyer] et [poster] du programme de soutien).

Vous pouvez voir les photos de l'annonce et les photos de l'exposition plus bas sur cette page ! [sauter aux images]

De nouvelles choses naissent de la rencontre - de particules et de matériaux, mais aussi de personnes et de disciplines. Au sein du Pôle d'Excellence Ingénierie des Matériaux Avancés (EAM), réseau de recherche interdisciplinaire, cela se vit depuis 10 ans. Afin de rendre justice à cette philosophie dans un nouveau contexte, le Pôle d'Excellence crée désormais des contacts entre la science, le public culturel et les écrivains.

Avec ce concept, l'EAM crée un nouveau type d'espace de rencontre dans lequel différentes disciplines, personnes et intérêts peuvent se rencontrer.

L'exposition, qui était visible de mi-septembre à fin octobre 2017 au Kreuz + Quer - Haus der Kirche à Erlangen, présentait la beauté esthétique de 16 images scientifiques des domaines de recherche de l'EAM et présentait des textes littéraires avec des associations libres aux représentations et incitaient à laisser libre cours à votre imagination.
L'exposition était accompagnée d'un programme varié d'événements :
La science des images sélectionnées a été présentée lors de deux soirées et éclairée sous un autre angle avec les conférences littéraires et les lectures soumises. Des conférences sur le « Rôle des images dans la science » et « Les matériaux fictifs dans la littérature » ​​de l'Institut central de réflexion scientifique et des qualifications clés (ZiWiS) et sur le thème « Le droit d'auteur en images » de la Chaire de droit civil ont complété le programme-cadre . L'auteur à succès Thea Dorn a donné une lecture de son roman actuel "Die Unglückseligen". Lors d'une table ronde qui a suivi, des questions telles que les interactions entre la littérature et les sciences naturelles, les processus de littérisation, les possibilités et les limites de l'esthétisation et les perspectives éthiques ont été discutées. En outre, le scientifique de l'EAM, le professeur Spiecker, a présenté la microscopie dans le nanocosmos lors d'une conférence. Dans un groupe de discussion de scientifiques et de théologiens à la fin de l'exposition, la compatibilité de la croyance en la créativité et les sciences naturelles a été discutée.
L'exposition et le programme de soutien ont été réalisés par le cluster d'excellence EAM en collaboration avec les partenaires du projet Erlanger Center for Literature and Natural Science (ELINAS), BildungEvangelisch, Central Institute for Scientific Reflection and Key Qualifications (ZiWiS) et la paroisse universitaire de FAU .

Un merci spécial à Kreuz + Quer - Haus der Kirche, où ce merveilleux projet de la planification à l'exposition à l'ensemble du programme de soutien a pu être réalisé.

Photos de l'appel d'offres

(cliquez sur les images pour les agrandir)

Photos de l'exposition des événements


(cliquez sur les images pour les agrandir)


Stockage post lithium

Stockage d'énergie au-delà du lithium

La mise en œuvre réussie de la transition énergétique nécessite de nouveaux matériaux et technologies pour le stockage de l'électricité. Dans le cadre de l'initiative « Energy Storage Beyond Lithium » soutenue conjointement par le KIT et l'Université d'Ulm, des scientifiques de l'électrochimie, de la science des matériaux, de la modélisation théorique et de l'ingénierie travaillent ensemble dans une approche multidisciplinaire.

L'objectif central du pôle de recherche prévu est de développer une compréhension fondamentale du stockage d'énergie électrochimique dans de nouveaux systèmes, de combiner les propriétés de base des matériaux avec des paramètres de performance critiques et ainsi de créer la base pour l'utilisation pratique des technologies post-lithium.


Pôle d'excellence

Avec les pôles d'excellence, des institutions de recherche compétitives et visibles sur le plan international sont établies dans les universités allemandes et la mise en réseau et la coopération scientifiquement requises sont rendues possibles. De plus, ils créent d'excellentes conditions de financement et de carrière pour les jeunes universitaires.

La stratégie d'excellence des gouvernements fédéral et étatiques vise à poursuivre et à développer davantage les performances de pointe, la construction de profils et la coopération dans le système scientifique. Dans le cadre de la Stratégie d'excellence, des financements liés à des projets sont accordés à des grappes d'excellence dans des domaines de recherche compétitifs à l'échelle internationale.

Les pôles d'excellence permettent la mise en réseau scientifique et la coopération interdisciplinaire. Ils sont une partie importante du plan stratégique de l'université et servent à rehausser considérablement son profil.

À partir de janvier 2019, un total de 57 clusters d'excellence seront financés pour une période initiale de sept ans, chacun avec une moyenne de 6,5 millions d'euros par an, dont trois à l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle.

Les pôles d'excellence RWTH sont énumérés ci-dessous et couvrent des domaines de recherche qui traitent des défis futurs d'une grande pertinence sociétale :


Coup de pouce pour une carrière universitaire réussie

Nouvelles sources lumineuses, matériaux incassables issus de l'ordinateur, conversion efficace de l'énergie et nouvelles combinaisons de matériaux dans des matériaux hybrides : dans le pôle d'excellence Ingénierie des matériaux et procédés avancés (EAM) de la FAU, les chercheurs travaillent sur des idées pionnières. Avec son programme de financement - l'EAM Starting Grant - le Pôle d'Excellence souhaite soutenir ses meilleurs jeunes scientifiques. Cette année, quatre jeunes chercheurs ont reçu un financement de 100 000 euros chacun, leur donnant l'opportunité de faire avancer leurs projets.

«Les premières années après l'obtention du diplôme sont décisives», explique le professeur Dr. Wolfgang Peukert, coordinateur du cluster. « Les jeunes scientifiques doivent acquérir de l'expérience, rechercher, publier, construire des réseaux, s'établir. Mais jusqu'à présent, il n'y a eu que quelques programmes de financement sélectionnés dans cette phase de carrière. C'est là que nous intervenons avec l'EAM Starting Grant. » Cette année, le cluster a décerné un total de quatre EAM Starting Grants. Avec un total de 10 bourses sur sa période de financement de 2007 à 2017, l'EAM investit un million d'euros dans cette forme de promotion des jeunes talents.

« Nous considérons le prix EAM comme un financement de démarrage pour lancer des projets individuels », explique le professeur Peukert. « Cela augmente les chances d'obtenir des financements au niveau national et international, pour lesquels les scientifiques primés doivent postuler. » Les professeurs Jana Zaumseil et Ana Smith montrent que la stratégie de l'EAM visant à promouvoir les jeunes talents fonctionne : Jana Zaumseil est devenue nommée à Erlangen dans le cadre du programme EAM Award, la professeure Ana Smith a reçu une subvention de démarrage EAM en 2011. Les deux scientifiques ont reçu le financement convoité du Conseil européen de la recherche au cours des deux dernières années : une subvention de démarrage de l'ERC. Ce prix est doté de 1,5 million d'euros sur cinq ans et offre d'excellentes opportunités pour développer votre propre groupe de recherche.

Les gagnants

Prof. Dr. Erik Bitzek (39 ans), professeur junior à la chaire de science générale des matériaux
Matériaux incassables de l'ordinateur

Qu'un matériau se brise fragile comme du verre ou sous charge ductile, c'est-à-dire se déforme plastiquement, dépend d'une part de la liaison entre les atomes et d'autre part de la disposition des défauts autour du fond de fissure. Cette microstructure dépend de l'histoire du matériau. Selon le prétraitement, un matériau de même composition chimique peut ou non supporter une charge donnée. L'objectif des recherches d'Erik Bitzek est d'élucider les interactions entre fissures et défauts. Pour ce faire, il utilise des supercalculateurs pour simuler le mouvement de plusieurs millions d'atomes autour des fonds de fissure. De telles simulations peuvent être utilisées pour développer des modèles qui peuvent être utilisés pour décrire le comportement de rupture plus précisément. De tels modèles sont importants, par exemple pour les simulations de crash dans le secteur automobile ou pour calculer la résistance à la rupture des aciers de réacteurs irradiés. En sachant comment les fissures et la microstructure d'un matériau s'influencent mutuellement, les scientifiques souhaitent développer des matériaux plus résistants à la rupture.

Prof. Dr. Julien Bachmann (35 ans), professeur W2 de chimie inorganique et générale
Générer et stocker efficacement de l'électricité verte

La production et l'utilisation neutres en CO2 de l'énergie nécessitent une conversion efficace entre les trois formes de lumière solaire, d'électricité et de combustible. Ces processus de conversion, qui ont lieu dans les cellules solaires, les batteries et les électrolyseurs, sont tous basés sur l'échange d'électrons aux interfaces entre deux matériaux. C'est là qu'intervient Julien Bachmann : il veut rendre ces processus de transformation plus efficaces et se laisse guider par la nature. Grâce à des structures coordonnées de manière optimale à l'échelle nanométrique, la lumière du soleil est convertie en énergie dans les feuilles de manière très efficace. Dans son projet, Julien Bachmann souhaite structurer les matériaux pour les cellules solaires, les électrodes et les batteries lithium-ion au niveau nano de telle sorte que les géométries des interfaces puissent être contrôlées et améliorées. Pour ce faire, il souhaite rendre les composants plus efficaces, mais aussi clarifier fondamentalement quels processus physiques et chimiques limitent le débit des composants.

Prof. Dr. Sabine Maier (34 ans), maître de conférences à la chaire de physique expérimentale
Propriétés structurelles et propriétés électroniques des matériaux hybrides organiques/inorganiques

Ce projet porte sur l'étude des interfaces entre molécules organiques et couches minces sur mesure. Ces matériaux hybrides en couches, constitués de pièces organiques et inorganiques, possèdent des propriétés électroniques fascinantes qui peuvent être utilisées pour une nouvelle génération de composants électroniques optoélectroniques et moléculaires, tels que les cellules solaires. Les investigations prévues avec un microscope à sonde à balayage haute résolution devraient aider à comprendre les propriétés de différentes structures à l'échelle atomique et à fournir la base de matériaux plus puissants.

Dr. Rubén Darío Costa Riquelme (30 ans), chercheur Humboldt à la Chaire de chimie physique
De nouveaux matériaux pour les sources lumineuses du futur

Rechercher de nouveaux types de sources lumineuses - tel est l'objectif du Dr. Rubén Costa. Il se concentre sur les cellules électrochimiques électroluminescentes (LEC). Ceux-ci sont liés aux diodes électroluminescentes organiques (OLED) que l'on trouve déjà dans de nombreux moniteurs aujourd'hui. De telles LEC pourraient être à l'avenir la base de papiers peints lumineux de grande surface. L'avantage est que les LEC sont de construction plus simple, plus robustes et, dans l'ensemble, plus rentables à produire. En revanche, les matières premières utilisées jusqu'à présent sont chères. Par conséquent, Rubén Costa recherche des matériaux utiles qui se trouvent en quantité suffisante sur terre et qui sont peu coûteux. Ces substances portent des noms exotiques tels que les fullerènes ioniques, les nanotubes de carbone, les points quantiques de graphène et les porphyrines. Ceux-ci sont ensuite examinés pour voir s'ils sont adaptés à une utilisation dans les LEC, en particulier pour la gamme de longueur d'onde rouge, car les solutions pour cela manquent encore.

Le Pôle d'Excellence Ingénierie des Matériaux et Procédés Avancés (EAM)

Dans l'EAM en tant que réseau de recherche interdisciplinaire, des chercheurs de huit disciplines des sciences naturelles et de l'ingénierie (physique, chimie, mathématiques, science des matériaux, chimie et bio-ingénierie, génie mécanique, génie électrique et informatique) travaillent ensemble à la FAU. Les lauréats reflètent également ce large spectre professionnel. Cependant, il y a un dénominateur commun à toutes les idées de recherche : comment produire de nouveaux matériaux hautes performances sur mesure - dans les domaines atomique et moléculaire et avec des combinaisons et des structures de matériaux totalement nouvelles ?


Vidéo: Lintérêt général: le leitmotiv de tous les acteurs du Pôle dexcellence cyber (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Taurn

    Je m'excuse, mais je pense que vous vous trompez. Je peux le prouver. Écrivez-moi en MP, on s'en occupe.

  2. Wellington

    Ai-je manqué quelque chose?

  3. Malazilkree

    À mon avis, vous vous trompez. Discutons. Écrivez-moi dans PM.



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