Annäherung an multifunktionale Materialien
Die Übergangsmetalloxide (Transition Metal Oxide, TMO) sind Mitglieder der wachsenden Familie der multifunktionellen Werkstoffe. Sie erlangten aufgrund ihrer exotischen Eigenschaften, insbesondere im Bereich der Elektrizität und des Magnetismus, breite Aufmerksamkeit. Diese große Familie von Verbindungen hat einzigartige Eigenschaften, die zu neuen Materiezuständen hinführen, die sehr starke Antworten auf sehr kleine Störungen zeigen. Eigenschaften dieser Art lassen auf spannende Möglichkeiten in Bereichen wie Supraleitung und Riesenmagnetowiderstand hoffen. Schichtet man Übergangsmetalloxide in mehrschichtigen Heterostrukturen übereinander, wird eine Kombination einzelner Funktionalitäten sowie das Erzeugen neuartiger Eigenschaften möglich, die sich von denen der einzelnen Bausteine unterscheiden. Das kontrollierte technische Erzeugen hybrider Heterostrukturen unter Einbau von Übergangsmetalloxiden und funktionellen organischer Schichten auf demselben Nano-Chip hat sich zu einer Art Heiligem Gral auf dem Gebiet der Materialwissenschaften entwickelt. Es wimmelt gewissermaßen nur so von wichtigen Anwendungen in den Informations- und Kommunikationstechnologien sowie im Energiesektor. Die Steuerung der Struktur in Hinsicht auf die Funktion erfordert viel Verständnis für die komplizierten Zusammenhänge in Fragen der Materialien und von deren Eigenschaften sowie Beziehungen auf allen Ebenen, was ein anspruchsvolles Ziel ist. Das EU-finanzierte Projekt "Unlocking research potential for multifunctional advanced materials and nanoscale phenomena" (MAMA) nahm sich ungeachtet der Komplexität mutig dieser Herausforderung an. Das Projekt wurde vom SPIN-Institut (Supraleiter, Oxide und weitere innovative Materialien und Bauelemente) des italienischen Nationalen Forschungsrat (National Research Council, CNR) angeführt. CNR-SPIN steigerte mittels EU-Finanzhilfen erfolgreich die Forschungskapazitäten, indem hochqualifiziertes Personal angeworben und gebunden, ein leistungsfähiges Instrumentarium beschafft und der Austausch mit europäischen Spitzenkräften dieses Gebiets vorangetrieben wurde. CNR-SPIN trug sozusagen zum gemeinsamen Reichtum bei. Italien ist eine EU-Konvergenzregion, deren Entwicklung im Vergleich zum EU-Durchschnitt nachhinkt. Das CNR-SPIN leistete mit den Programmen zur Öffentlichkeitsarbeit an höheren Schulen (High School Outreach Programmes), der Ermittlung von potenziellen Industriepartnern und der Vernetzung mit kleinen und mittleren Unternehmen einen wichtigen Beitrag zur Steigerung des niedrigen Niveaus der Hightech-Innovation auf dem Gebiet der multifunktionalen Werkstoffe. MAMA mündete in 70 veröffentlichten, von Experten begutachteten wissenschaftlichen Artikeln, was gleichermaßen die starken Grundlagen und die nachhaltige Wirkung des Projekts bezeugt. In dem Maße, wie das CNR-SPIN mit seinem neu angeworbenen Personal, der neuen Ausrüstung, dem Know-how und seinen Kontakten vorankommt, sind für Italien und die EU-Wirtschaft große Vorteile zu erwarten.
Schlüsselbegriffe
multifunktionale Werkstoffe, Übergangsmetalloxide, Heterostrukturen, Nano-Chip