Funktionelle Materialien sind für eine Reihe von Anwendungen von entscheidender Bedeutung, z. B. im Gesundheitswesen, in der Mobilität und als Strukturmaterialien. Ihr dynamisches Verhalten und ihre Funktionalität lassen sich unter anderem durch hochauflösende in situ Mikro-Computertomographie (µCT) detailliert analysieren und besser verstehen. 

Der Lehrstuhl „Data-Driven Analysis and Design of Materials“ setzt sowohl Labor- als auch Synchrotronquellen ein, um die Funktionsweise von Biomaterialien zu erforschen – beispielsweise bei biologisch abbaubaren Implantaten (siehe Abb. 1) – und gleichzeitig die Wechselwirkungen mit dem umgebenden Gewebe zu analysieren. Unsere Kooperationen umfassen die Untersuchung von Glasschäumen (vgl. Abb. 2), polymeren Gerüsten und Medikamentenreservoirs. Neben der eigentlichen Bildgebung sind wir auch Experten für die Bildverarbeitung. Dazu setzen wir Deep-Learning-gestützte Methoden ein und stellen automatisierte Workflows zur Verfügung, um alle relevanten Erkenntnisse aus den gewonnenen Daten zu extrahieren. Zusätzlich können wir Sie bei der bildbasierten Modellierung unterstützen, zum Beispiel bei Transport-Reaktions-Problemen. 

Gerne stellen wir Ihnen unsere Expertise in der Bildgebung und Bildverarbeitung zur Verfügung.

Ein weiterer Schwerpunkt auf dem sich die Forschung des Lehrstuhls für „Data-Driven Analysis and Design of Materials“ konzentriert, ist die rechnergestützte und datengetriebene Modellierung des Verhaltens von (Bio-)Materialien. Hierzu entwickeln wir Modelle, um die Funktionalität des Materials im Zeitverlauf sowie die daraus resultierende Gewebereaktion zu beschreiben (vgl. Abb. 3).

[1] Pohl et al. (2025): Computational modelling of bone growth and mineralization surrounding biodegradable Mg-based and permanent Ti implants. In: Computational and Structural Biotechnology Journal. DOI: 10.1016/j.csbj.2025.02.027.