Permanente und dynamische Netzwerke

Ein Kratzer oder eine Schnittwunde – ein alltägliches Ärgernis. Doch große Probleme bereiten kleinere Verletzungen nicht: es erscheint uns selbstverständlich, dass ein Heilungsprozess einsetzt. Geradezu außergewöhnlich ist jedoch die Vorstellung, dass auch unbelebte, feste Materialien - etwa Kunststoffe -  in die Lage versetzt werden können, sich selbst zu heilen. Wie das am besten gelingt untersucht unser Gast Anton Mordvinkin, Doktorand für Physik auf dem Gebiet der Polymerforschung. Er spricht mit uns über verschiedene Ansätze zur autonomen Reparatur von Polymeren. Seine Forschung fokussiert sich auf sogenannte intrinsische Ansätze, die versprechen, „Verletzungen“ des Kunststoffes nahezu beliebig oft zu heilen, allerdings schwierig zu realisieren sind. Darüber hinaus erklärt uns Anton, wie er ein besseres Verständnis des physikalischen Ablaufes solcher Heilprozesse erzielen möchte. Dafür verwendet er unter anderem die Kernspinresonanz, wie sie auch in der Medizin zur Anwendung kommt.

Eine Milliarde Tonnen DVDs

In dieser Folge erzählt Tristan Müller - Doktorand am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik -  von spannenden Phänomenen und interessanten Erkenntnissen aus dem Bereich der Materialphysik. Dabei geht es um die Untersuchung und Berechnung der Eigenschaften unterschiedlicher Materialien: über Dichte und Leitfähigkeit bis hin zum Magnetismus, der für Tristan eine besonders wichtige Bedeutung hat. Magnetische Effekte werden in der Industrie vielfältig genutzt. Sie ermöglichen zum Beispiel Datenspeicherung auf Festplatten, Mobilität durch Elektromotoren oder Stromproduktion durch Generatoren in Kraftwerken und Windkraftanlagen. Allerdings erschweren sie auch die Abschätzung von Materialeigenschaften, da die Auswirkungen von Magnetfeldern in die bisherigen Berechnungsmodelle nicht gut integriert werden können. Die Methoden und Inhalte der Materialphysik gehen unter anderem auf die Erkenntnisse des Chemie-Nobelpreisträgers Walter Kohn zurück. Ihm gelang es, theoretische Überlegungen zur Berechnung von Materialeigenschaften an den entscheidenen Stellen zu vereinfachen und so eine ganze Wissenschaftsdisziplin zu begründen.