“Detect and quantify the immeasurable”
Kompetenzen und technische Anwendungen
Beständigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Kunststoffen sind Schlüsselbegriffe in vielen technischen Anwendungen. Eine genaue Kenntnis der funktionellen Eigenschaften sowie von Eigenschaftsänderungen während der Verarbeitung oder der Anwendung ist im Sinne von Qualitätssicherung, Produktsicherheit und –garantie unumgänglich. Der Bereich „Sustainable Polymer Solutions“ gliedert sich in zwei Arbeitsgruppen.
Das multi-disziplinäre Team der Arbeitsgruppe „Alterungsverhalten von Kunststoffen“ beschäftigt sich mit der Charakterisierung und Quantifizierung von Materialeigenschaften von Kunststoffen, zielgerichtet für die jeweilige Anwendung. Ausgehend von materialwissenschaftlichen Prinzipien werden die Faktoren und Eigenschaften, die die Zuverlässigkeit von Polymeren beschreiben, zuerst identifiziert und dann vermessen. Dies beinhaltet unter anderem die chemischen, optischen, thermischen, thermo-mechanischen oder auch akustischen Eigenschaften von Kunststoffen. Darüber hinaus werden sowohl chemische als auch physikalische Alterungsvorgänge beschrieben und deren Einfluss auf das Eigenschaftsprofil und die Bauteilperformance untersucht. Ein Forschungsschwerpunkt liegt in der Untersuchung des Degradationsverhaltens von Polymeren in Photovoltaikmodulen, speziell bei Wechselwirkungen zwischen Kunststoffen und anorganischen Materialien wie Metallen.
Wissenschaftlicher Ansatz
Die Arbeitsgruppe “Alterungsverhalten von Kunststoffen” zielt auf ein umfassendes Verständnis des Materialverhaltens, ausgehend vom molekularen Level bis hin zu Bauteileigenschaften. Mittels diesem Forschungsansatz sollen Beziehungen und Korrelationen zwischen der chemischen Struktur, der Morphologie, den Verarbeitungsbedingungen und des Materialverhaltens hergestellt werden, um daraus Richtlinien für die Bewertung von Kunststoffeigenschaften unter verschiedensten Umgebungsbedingungen abzuleiten. Neben der speziellen Werkstoffprüfung hat die Arbeitsgruppe spezielles Know-How in der Planung und Durchführung von beschleunigten Alterungstests aufgebaut. Dies beinhaltet die exakte Analyse von externen und internen Stressfaktoren von Kunststoffen und Kunststoffbauteilen in ihrem jeweiligen Mikro-Klima, die Definition von geeigneten Alterungsindikatoren und eine umfassende Materialcharakterisierung. Zur Beschreibung des Alterungsverhaltens dienen vornehmlich spektroskopische, chromatographische, thermische, thermo-mechanische und mechanische Prüfverfahren.
Die wissenschaftliche Herangehensweise wird durch zahlreiche Publikationen in hochrangigen referierten Zeitschriften und Konferenzbänden sowie an Vorträgen auf den weltweit führenden wissenschaftlichen und technologischen Konferenzen ersichtlich. Dazu zählen u.a.: European PV Solar Energy Conference; International Photovoltaic Science and Engineering Conference; European Weathering Symposium; International Conference of Computer Vision; International Conference on Learning Representations; International Conference of Machine Learning & Applications.
Daneben sind Forscher aus dem Bereich auch in wissenschaftlichen Beiräten (Österreichische PV Konferenz) und als Review-Experten bei Konferenzen (EU-PVSEC, Silivon PV, World Conference on Photovoltaic Energy Conversion) aktiv. Die Forscher in der Arbeitsgruppe von Dieter P. Gruber sind auch Teil internationaler „Communities“, die Konferenzen in den Bereichen „Robot Vision“ und „Künstliche Intelligenz“ organisieren (z.B. International Conference of Computer Vision (ICCV), International Conference on Learning Representations (ICLR) and International Conference of Machine Learning & Applications (ICMLA)).
Die aktive Teilnahme an Normungsausschüssen (IEA-TC82) sowie mehreren nationalen und internationalen Netzwerkaktivitäten (IEA-PVPS Task 13, Österreichische Technologieplattform Photovoltaik, Smart Plastics Network) gewährleistet einen Austausch mit externen Experten und eine konstante Dissemination von Projektergebnissen.
Beide Gruppenleiter sind in ihren Forschungsgebieten international anerkannte Experten und werden sie werden häufig als Redner zu wissenschaftlichen Events eingeladen. Neben ihren Forschungsaktivitäten sind beide Gruppenleiter auch in der Lehre im Rahmen des Masterstudiums Kunststofftechnik an der Montanuniversität Leoben beteiligt.
