Die Faszination für Materialwissenschaften zieht immer mehr junge Menschen an. So auch 24 Schülerinnen und Schüler der 10. bis 12. Klasse, die sich zur Summer School Materialforschung an der Ruhr-Universität Bochum zusammengefunden haben. Hier haben sie die Möglichkeit, direkt mit Werkstoffen zu experimentieren und deren Eigenschaften zu erkunden. Die Veranstaltung findet in enger Kooperation mit dem Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS) statt, wo die Teilnehmer*innen praktische und theoretische Einblicke in die Materialforschung erhalten.

Ein highlight der Summer School war der Zugversuch, den die Schüler*innen mit einem weißen Schnürsenkel durchführten. Dieser wurde in eine spezielle Apparatur eingespannt, und die ersten Schätzungen zur Zugbelastung lagen bei beeindruckenden 5 bis 30 Kilo. Doch die Realität übertraf diese Annahme: Der Schnürsenkel hielt einer Belastung von 750 Newton, was über 75 Kilo entspricht, bevor er schließlich riss. Solche Erfahrungen sind nicht nur lehrreich, sondern auch motivierend.

Praktische Erfahrungen im Fokus

Die Versuchsstände, die für solche Experimente genutzt werden, wurden erstmals 2008 von Prof. Dr. Michael Pohl initiiert. Diese wurden durch die Krupp-Stiftung und die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde unterstützt. Ursprünglich im Alfried-Krupp-Schülerlabor angesiedelt, fanden die Apparte später in Leipzig ein neues Zuhause, wo sie jedoch wenig genutzt wurden. In einer Rückkehr zu ihren Wurzeln holte Prof. Dr. Sebastian Weber die Exponate zurück nach Bochum, wo sie gründlich modernisiert wurden. Lehrkräfte haben nun die Gelegenheit, sich mit ihren Oberstufenkursen in Chemie und Physik zur Nutzung dieser Versuchsstände anzumelden.

In der Summer School werden die Themen in kleinen Gruppen behandelt, wobei sowohl Simulationen als auch Experimente zum Einsatz kommen. Zu den Funktionen der Versuchsstände gehören Mikroskopieren, Wärmeverteilungsmessungen sowie die Röntgenspektrometrie. Djamy, eine Teilnehmerin aus Bochum, teilt ihre Begeisterung über die Teilnahme an diesen spannenden Forschungsmethoden, ist sich jedoch noch unsicher über ihre zukünftige Studienrichtung. Prof. Dr. Sebastian Weber äußert sich positiv über die 24 Teilnehmenden in diesem Jahr, die als Erfolg gewertet werden.

Die praktische Anwendung von Materialwissenschaften wird auch in der Industrie geschätzt. Bei der Herstellung von Zahnrädern müssen Mitgliedsfirmen beispielsweise Garantien zur Einsatzhärtungstiefe an verschiedenen Positionen des Zahnprofils abgeben. Einflussgrößen sind dabei die Modulgröße sowie der Innen- und Außendurchmesser. In Verbindung mit Werkstoffen wie 16MnCr5 und 18CrNiMo7-6 sind diese Eigenschaften entscheidend für die Leistung und Haltbarkeit der Bauteile. Zerstörende Prüfungen sind häufig nicht möglich, weshalb spezielle Musterzahnräder mit unterschiedlichen Abmessungen und Härtungstiefen produziert werden. Nach Wärmebehandlungen erfolgen dann umfassende Untersuchungen, um die Qualität und Leistungsfähigkeit der Zahnräder zu gewährleisten, was die enge Verbindung der Theorie zur Praxis verdeutlicht.

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So zeigen sowohl die Summer School als auch industrielle Prüfmethoden, wie wichtig es ist, junge Menschen für die Materialforschung zu begeistern und ihnen die Gelegenheit zu geben, direkt mit den Materialien zu arbeiten. Das ist nicht nur für ihre Karrierechancen förderlich, sondern auch für den Fortschritt in diesem spannenden Wissenschaftszweig.