Im Rahmen einer interdisziplinären Forschung, die Chemie, Physik, Materialwissenschaft, Ingenieurswissenschaften und Biologie vereint ist es notwendig neue Materialien und Kenntnisse über deren Eigenschaften auch aus der Perspektive ihrer Anwendung in gegenwärtigen und zukünftigen Fertigungsprozessen zu betrachten. Ein hervorragendes Anwendungsgebiet hierfür bietet der 3D-Druck, da er sich bereits als schnelles und kostengünstiges Verfahren etabliert hat, um beliebig gestaltbare Strukturen von feinsten mechanischen Bauteilen bis hin zu ganzen Häusern zu erzeugen. Um die Grenzen dieser vielseitigen Technologie zu erweitern, ist die Herstellung von Druckmaterialien mit neuen Eigenschaften entscheidend. Der Fokus unserer Arbeit liegt hier auf der Erweiterung der Eigenschaften von Materialien für bereits erprobte Verfahren wie Stereolithografie und Filament-Druck durch die Addition von Materialien wie Graphen, Kohlenstoffnanoröhren und deren Kombination mit molekularen Metalloxiden.

Durch Konjugation mit Biomolekülen wie DNA oder Ionenaustauschverfahren können molekulare Metalloxide in 3D-Druckmaterialien eingebracht werden und sie mit Eigenschaften wie Biokompatibilität und elektrischer Leitfähigkeit ausstatten. In Ergänzung zu diesen Themen liegt ein weiter Fokus auf dem Einsatz von molekularen Metalloxiden als Photoinitiatoren für UV-härtbare Polymere. Hierbei dient die vielseitige Gestaltbarkeit der Metallkomplexe zur Anpassung an neue Aufgabenfelder für den zukünftigen Einsatz von 3D-Druck. So erlaubt etwa die Herstellung eines wasserlöslichen und biokompatiblen Photoinitiators den 3D-Druck von Strukturen, die lebende Zellen enthalten.

Diese neuartigen Materialien werden in Kollaboration mit Partnern innerhalb des IOM und externen Partnerschaften wie mit der TU Chemnitz durch Techniken wie Leitfähigkeitsmessungen, Infrarotspektroskopie (ATR-IR), Rasterkraftmikroskopie (AFM), Cyclovoltammetrie (CV), UV-Vis Spektroskopie und Elektronenspinresonanz- (EPR) Spektroskopie analysiert.