Es gibt Momente im Leben, da könnte man einfach aufstehen und applaudieren – so wie bei den beeindruckenden Forschungen von Professor Ralf Busch und seinem Team an der Universität des Saarlandes. Fast 60 Jahre alt ist der Physikturm auf dem Campus in Saarbrücken, und er könnte Geschichten erzählen. Geschichten von Fortschritt, Innovation und einer großen Leidenschaft für metallische Werkstoffe, die die Zukunft unserer Elektromotoren prägen werden. Und während man beim Blick auf den Turm die Jahre der Wissenschaft bewundern kann, begeistern die neuesten Entwicklungen in der Materialforschung umso mehr.

Professor Busch, der vor 21 Jahren seinen Lehrstuhl für metallische Werkstoffe in Saarbrücken übernahm, bringt nicht nur Wissen über Physik mit – er hat auch künstlerische Interessen! Er studierte in Göttingen und hat in seiner Studentenzeit Radierungen angefertigt. Komischerweise könnte man denken, dass Kunst und Wissenschaft nicht viel gemeinsam haben, aber hier in Saarbrücken wird deutlich: Es sind oft die kreativen Köpfe, die die besten Lösungen finden. Seine Frau, Isabella Gallino, eine Koryphäe im Bereich metallischer Gläser, hat 2024 einen Ruf an die TU Berlin angenommen. Das Paar hat sich einst am California Institute of Technology kennengelernt und besetzt nun zwei der wenigen Lehrstühle in Deutschland für metallische Werkstoffe.

Die Magie der metallischen Gläser

Jetzt wird’s spannend! Busch und sein Team entwickeln neue Legierungen aus metallischem Glas, um die Energieeffizienz von Elektromotoren zu verbessern. Diese Legierungen, die aus 70 bis 80 Prozent Eisen bestehen, bieten eine erstaunliche Lösung für ein großes Problem: Elektromotoren verlieren beim Betrieb viel Energie, besonders bei hohen Drehzahlen. Hystereseverluste, die beim Ummagnetisieren in herkömmlichen Eisenlegierungen auftreten, sind dafür verantwortlich. Die neuen amorphen Legierungen sollen genau diese Verluste verringern, indem sie beim Ummagnetisieren kaum Energie verlieren. Einfach nur genial!

Ein Doktorand, Amirhossein Ghavimi, forscht aktiv an diesen Legierungen, und die Ergebnisse sind vielversprechend. Mit einer Förderung von 3,5 Millionen Euro von der EU wird das Projekt AM2SoftMag (Additive Manufacturing of Amorphous Metals for Soft Magnetics) bis Februar 2026 fortgeführt. Busch und sein Team haben in einem fünfdimensionalen Konzentrationsraum Hunderte von Legierungen getestet, um die besten für die industrielle Anwendung zu finden. Und tatsächlich – drei dieser Legierungen wurden bereits patentiert und sind sogar für den 3D-Metalldruck geeignet. Wie aufregend ist das denn?

Ein Blick in die Zukunft

Die neuen Materialien könnten nicht nur den Energieverbrauch von Elektrogeräten senken, sondern auch die Reichweite von Drohnen und E-Bikes erheblich erhöhen. Stell dir vor, du fährst mit deinem E-Bike durch die Landschaft, und die Batterie hält einfach viel länger. Das wäre doch ein Traum, oder? Metallische Gläser sind nicht zerbrechlich, sondern fester als Stahl und haben keine Kristallstruktur. Das macht sie zu einem idealen Kandidaten für die nächste Generation von Elektromotoren.

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Die Forschung ist wirklich eine Teamleistung: Partner wie Heraeus Amloy Technologies, Fundación Imdea Materiales, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica und Amazemet sind ebenfalls involviert. Professor Matthias Nienhaus ist zudem für die praktische Umsetzung der 3D-Druckverfahren zuständig und betont die Notwendigkeit, die Verfahren für den industriellen Einsatz weiterzuentwickeln. Zusammen arbeiten sie an einem Ziel: die Entwicklung energieeffizienter und umweltverträglicher Elektromotoren. Und das ist nicht nur ein schöner Traum – es wird Wirklichkeit! Die Zusammenarbeit mit der Internationalen Raumstation ISS, der NASA und der ESA zeigt, wie weitreichend und wichtig diese Forschung ist.

In einem Jahr, in dem Innovationen und nachhaltige Technologien mehr denn je gefragt sind, ist es ermutigend zu sehen, dass an der Universität des Saarlandes so engagiert geforscht wird. Die Zukunft der Elektromotoren könnte strahlender nicht sein! Wenn das kein Grund zum Feiern ist, dann weiß ich auch nicht. Wer hätte gedacht, dass aus einem Physikturm so viel Begeisterung und Zukunftsvisionen entspringen können?

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