Das Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft und Forschung vergibt einen mit 3.000 Euro dotierten Staatspreis an die 40 besten Dissertationen des abgelaufenen Studienjahres. Die Vorschläge dafür kommen von den Universitäten. Vier dieser Preise gingen im Jahr 2020 an die TU Wien: Alexander Kirnbauer, Mario Nikowitz, Michael Taubländer und Theodoros Tsatsoulis können sich jeweils über einen Award of Excellence freuen.

Elektromotoren

Mario Nikowitz forscht am Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe und beschäftigt sich dort mit einer speziellen Form des Elektromotors – der sogenannten Synchron-Reluktanzmaschine. Es gelang ihm, mathematische Werkzeuge zur Beschreibung dieser Maschinen zu erweitern, sodass sich berechnen lässt, wie man die Motoren mit optimalem Wirkungsgrad betreiben kann. Des weiteren hat Dr. Nikowitz Verfahren vorgestellt, die ohne mechanischer Sensorik auskommen: Drehzahl und Position des Rotors werden nicht durch eigens eingebaute Sensoren gemessen, diese Daten werden stattdessen aus dem elektrischen Verhalten der Maschine errechnet.

Hochleistungskunststoffe

Michael Josef Taubländer beschäftigte sich in der Forschungsgruppe von Prof. Miriam Unterlass am Institut für Materialchemie mit neuen, umweltfreundlichen Herstellungserfahren für spezielle Hochleistungskunststoffe. Dabei handelt es sich um Materialien, die wegen ihrer thermischen, mechanischen oder chemischen Stabilität für moderne Technologien eine wichtige Rolle spielen, bisher allerdings meist nur unter Einsatz von teuren und giftigen Lösungsmitteln hergestellt werden konnten. Bei hohem Druck und hoher Temperatur gelingt es allerdings, bei der Erzeugung von Hochleistungskunststoffen diese Lösungsmittel durch gewöhnliches Wasser zu ersetzen.

Vielteilcheneffekte

Theodoros Tsatsoulis untersuchte am Institut für Theoretische Physik, wie die Moleküle eines Gases mit einer Oberfläche wechselwirken – etwa wie sich Wassermoleküle auf einer regelmäßigen Oberfläche wie Graphen anlagert, oder wie Wasserstoffmoleküle an Siliziumoberflächen zerlegt und an der Oberfläche festgehalten werden können. Berechnen kann man das nur mit quantenphysikalischen Methoden und großem Rechenaufwand mit Hilfe von Supercomputern. Tsatsoulis gelang es, wichtige Vielteilchen-Effekte zu berücksichtigen und bestehende Rechenmethoden zu verbessern, um zu neuen Ergebnissen zu gelangen, die gut mit experimentellen Daten übereinstimmen.

Spezialbeschichtungen

Alexander Kirnbauer vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie forschte an Beschichtungen für Hochleistungsbauteile. Mit speziellen keramischen Schutzschichten kann man Hochleistungswerkzeuge vor mechanischer, thermischer und korrosiver Belastung schützen, etwa beim Bohren oder Fräsen. In den letzten Jahren richtete man bei der Suche nach solchen Schutzschichten das Augenmerk ganz besonders auf sogenannte „Hoch-Entropie-Legierungen“, das sind Legierungen, die aus mindestens fünf unterschiedlichen Metallen bestehen. Kirnbauer konnte eine ganze Reihe solcher Schutzschichten entwickeln und charakterisieren und dadurch nachweisen, dass sie tatsächlich eine höhere Stabilität aufweisen.