Nahaufnahme von zwei ineinandergreifenden, abgenutzten Metallzahnrädern.

Projekte

COIN umfasst sieben Teilprojekte in vier Bereichen (Synthese, Eigenschaften, Verarbeitung, Querschnitt).
Nahaufnahme von zwei ineinandergreifenden, abgenutzten Metallzahnrädern.
Foto: Bild von Peter H from Pixabay

Der Einsatz der Informatik und Robotik ist in der Polymerforschung aktuell noch sehr limitiert. In diesen Technologien liegt jedoch ein enormes Potential, um ein tieferes wissenschaftliches Verständnis von Polymeren zu erlangen und neuartige Eigenschaftskombinationen zu identifizieren. Gerade für Copolymere wird die zielgerichtete Entwicklung für neuartige Anwendungen erleichtert und die Geschwindigkeit der Forschung signifikant erhöht.

Im Graduiertenkolleg, GRK 3040, COIN sollen daher Methoden der Informatik und der Robotik mit der Polymerwissenschaft kombiniert sowie weiterentwickelt werden. Dies soll die zielgerichtete Verknüpfung von Synthese, Verarbeitung und Eigenschaften von Copolymeren ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Expertisen aus den Bereichen Synthese, Analytik, Polymerchemie, theoretischer Chemie, Ingenieurswissenschaften, Informatik und Robotik gebündelt.

Dieses Ziel wird in 7 Teilprojekten innerhalb von COIN verfolgt, die auf vier Bereiche aufgeteilt sind:

  • Bereich A – Synthese: Dieser Bereich fokussiert sich auf die Anwendung von modernen Synthesemethoden, insbesondere der Robotik, um die Synthese von Copolymeren im Detail zu verstehen.
  • Bereich B – Charakterisierung und Eigenschaften: Hierbei stehen die Eigenschaften von Copolymeren und deren Bestimmung im Vordergrund.
  • Bereich C – Verarbeitung und Anwendung: Die Verarbeitung von Copolymeren mit verschiedenen Methoden liefert wichtige Informationen zum Einfluss der Bedingungen auf die Eigenschaften der Materialien.
  • Bereich Q – Querschnittsbereich: Ein Projekt fokussiert sich übergeordnet auf die Anwendung von Large Language Models für die Untersuchung von Copolymeren.

Themengebiet A:

  • COIN-Projekt A1

    Entwicklung einer sicheren und effizienten Mensch-Roboter-Interaktion in chemischen Laboren

    Automatisierte Plattform zur robotergestützten Synthese
    Foto: Michael Ringleb, Dr. Timo Koswig
  • Projekt A2

    Untersuchung der Copolymerisation durch Kombination experimenteller Hochdurchsatz- und theoretischer Ansätze

    Syntheserrobter zur Hochdurchsatzsynthese von Polymeren
    Foto: Anna Schroll

Themengebiet B:

  • Projekt B1

    Erstellung von Copolymerbibliotheken und Charakterisierungsdatenbanken durch einen DoE-Ansatz (Design of Experiment) für die Polymersynthese

    Polymerisationslösungen zur systematischen Variation der Eigenschaften
    Foto: Michael Ringleb
  • Projekt B2

    Kombinierte theoretische und experimentelle Ansätze zur Anpassung der Hydrolysegeschwindigkeit von Copolyestern

    Konzept zur Optimierung der Hydrolysegeschwindigkeit von Copolyestern
    Abbildung: Dr. Eva von Domaros, Prof. Dr. Seema Agarwal

Themengebiet C:

  • Projekt C1

    Verarbeitung im kleinen Maßstab und Charakterisierung anwendungsrelevanter Eigenschaften von Copolymermischungen mit maschinellem Lernen und semantischen Webtechnologien

    Maschine zur Verarbeitung von Polymeren
    Foto: Prof. Dr. Volker Altstädt
  • Projekt C2

    Verarbeitung von Copolymermischungen und inline-Überwachung zur Realisierung einer rechnerischen Modellierung der Struktur-Prozess-Eigenschafts-beziehung

    Konzept zur Vorhersage von Struktur-Prozess-Eigenschaftsbeziehung
    Abbildung: Dr. Rodrigo Albuquerque, Jun.-Prof. Dr. Christopher Künneth

Themengebiet Q:

  • Projekt Q1

    Grundlagenmodelle für Copolymerdaten

    Konzept zur Anwendung von Datenwissenschaften für Copolymere
    Abbildung: Dr. Kevin M. Jablonka