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ERC Starting Grants: Millionenförderung für FAU-Forscher

PD Dr. Benoit Merle, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften I (Allgemeine Werkstoffeigenschaften). (Bild: FAU/Kurt Fuchs)

In den kommenden fünf Jahren unterstützt der Europäische Forschungsrat (ERC) die exzellenten Forschungsvorhaben von PD Dr. Benoit Merle, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften I (Allgemeine Werkstoffeigenschaften, WW1) als einem von drei FAU-Nachwuchswissenschaftlern mit einem der mit mindestens 1,5 Millionen Euro dotierten ERC Starting Grants. Bei der strengen Auswahl schaffen weniger als zehn Prozent der eingereichten Vorhaben die Hürde. Das ERC vergibt seine Fördermittel jährlich für Forschungsprojekte mit besonders hohem Innovationspotenzial.

Die Technische Fakultät gratuliert!

Das Projekt: NanoHighSpeed. High-speed Deformation and Failure of Materials at the Nanometer Scale

Wie stoßfest, wie rissfest ist ein Material? Lässt es sich in bestimmter Weise verarbeiten? Ist es zuverlässig auch über einen langen Zeitraum? Fragen wie diese beschäftigen Materialforscherinnen und -forscher täglich – und manchmal hängen von den Antworten, etwa im Flugzeug- und Automobilbau, sogar Leben ab. Eine der wichtigsten modernen Methoden zur Analyse von Werkstoffen ist die Nanoindentierung, mit deren Hilfe sich mechanische Materialeigenschaften auf den elementarsten Ebenen – im Nanometer- und Mikrometerbereich – charakterisieren lassen. Allerdings kann sie die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffs nur bei einer langsamen und kontrollierten Belastung ermitteln – nicht etwa bei Stößen oder Kollisionen. Umgekehrt gibt es sehr wohl Charakterisierungsmethoden, die hohe Verformungsraten, wie sie bei einem Sturz oder Stoß vorkommen, abbilden können, allerdings nur an großen, homogenen, Proben.

Dr. Benoit Merle aber will eine Methode, die beides kann: schnell und klein. Ziel seines Projekts ist es daher, die Nanoindentierung zu einem neuen Werkzeug für Versuche mit hoher Verformungsrate zu entwickeln – durch gleichzeitige Fortschritte bei Hardware und experimentellen Methoden. Das neue Verfahren wird millionenfach höhere Verformungsraten charakterisieren können als bisherige Methoden – auf millionenfach kleinerer Ebene.

Für die Materialwissenschaft und die Anwendung in der Industrie ein Gewinn: Die Zuverlässigkeit lässt sich verbessern, Verschleiß reduzieren – vor allem bei Beschichtungen wie sie etwa auf der Displayoberfläche von Smartphones verwendet werden. Bekanntlich neigt dessen Material immer noch dazu, Risse zu bilden, wenn es plötzlich beansprucht wird, zum Beispiel auf den Boden fällt. Auch Hartstoffbeschichtungen für Werkzeuge, die deren Lebensdauer verlängern, sind eine wirtschaftlich bedeutende Anwendung.

Schließlich würde das Verfahren helfen, Nanomaterialien zu optimieren, die derzeit in der Entwicklung sind und künftig im Transport- und Energiebereich zum Einsatz kommen sollen. Auch hier verspricht sich Merle mehr Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit.

Eine seiner ersten Anschaffungen aus den Mitteln des Starting Grant: der Prototyp eines ultraschnellen Nanoindenters, der mit etwa einer Viertelmillion zu Buche schlägt.

Vita

Benoit Merle, geboren bei Montargis südlich von Paris, schloss 2005 sein Studium an der École Centrale de Lyon in Frankreich mit Auszeichnung ab. Nach einigen Jahren als Ingenieur bei der Siemens AG promovierte er bei Prof. M. Göken an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg über das mechanische Verhalten von Dünnschichten. Anschließend übernahm er 2013 die Leitung der Forschungsgruppe für Nanomechanik. Er verbrachte den Sommer 2018 an der Texas A&M University für einen längeren Forschungsaufenthalt bei Prof. George Pharr. Der Aufenthalt war zentral für sein aktuelles Projekt: Er entwarf in dieser Zeit den experimentellen Ansatz, der jetzt Grundlage für den Projektantrag war. Zurück in Erlangen absolvierte er im Mai 2019 seine Habilitation auf dem Gebiet der Materialwissenschaften.

Quelle: FAU