Forschungsschwerpunkte

Das Projekt beschäftigt sich mit folgenden Forschungsthemen, die in zwei Modulen organisiert sind:

modul 1

Im Modul 1 werden Materialien mit hohen spezifischen Oberflächen biogenen Ursprungs untersucht, mit dem Ziel ein grundlegendes Verständnis für die Herstellung, Charakterisierung und Anwendungspotentiale dieser Materialien (z.B. Schäume, Aerogele, Nanostrukturen, hybride Materialien) zu generieren und wichtige Schritte in Richtung energie- und ressourceneffizienter Verwendung zu setzten. Dabei stehen insbesondere ressourcenschonende und nachhaltige (chemische) Prozesse, z.B. auf Wasserbasis, im Vordergrund der Forschungsinteressen. Anwendungsbeispiele finden sich in biogenen Filtermaterialien (z.B. zur Wasseraufbereitung), im Leichtbau, in der Energiespeicherung, in der Wärmedämmung, Schallschutz, im Bau, als interaktive Oberflächen, etc. Immer wichtiger werden auch aktive und schaltbare („computational“) Werkstoffe und Materialien, die optimalerweise zudem multifunktional ausgestattet sind.

modul 2

Modul 2 richtet sich an die kontrollierte Strukturierung und Funktionalisierung von Ober- und Grenzflächen. Interaktionen von Materialien mit der Umwelt geschehen über diese Grenzflächen, d.h. die Funktionalität, Anwendungseigenschaften und erlebte Qualitäten werden in hohem Maße darüber bestimmt. Das übergeordnete Ziel ist es neue und vor allen Dingen multiple Funktionen in diese Grenzflächen zu integrieren und entsprechende interaktive Schnittstellen zu schaffen. Durch Funktionalisierung mit aktiven oder adaptiven Komponenten werden (schaltbare) Schnittstellen geschaffen, die komplexe Interaktionen über gestaffelte Längenskalen nach dem Vorbild der Natur ermöglichen. Weiterführend ist die aktive Materialintegration in neue Interfaces und als Bestandteil neuer Interaktionen zukunftsträchtig: nicht nur können neue Anwendungsfelder erschlossen werden, sondern auch bislang unbekannte Qualitäten und Materialitäten exploriert und multisensorische, physisch-digitale Nutzungserlebnisse überhaupt erst ermöglicht werden.

Materialien mit hohen spezifischen Oberflächen biogenen Ursprungs
  • Entwicklung und Charakterisierung von Schäumen aus Tannin und/oder Lignin
  • Hybride Strukturen aus einem Keramik/ Tannin oder Ligninverbund
  • Herstellung und Anwendung von biogenen Schäumen im Baubereich
  • Herstellung und Anwendung von biogenen Schäumen für Leichtbaukonstruktionen
  • Leichtbau mit biogenen Materialien 
  • Be- und Verarbeitungstechnologien für biogene Schäume
  • Formgebungs- und Oberflächentechnologien für biogene Schäume
Strukturierung und Funktionalisierung von Ober- und Grenzflächen
  • Funktionalisierung von Oberflächen mit Extrakten aus biogenen Ressourcen
  • Funktionalisierung von Holz- und Holzwerkstoffoberflächen
  • Interaktionsmaterialien basierend auf biogenen Werkstoffen
  • Smart Materials Interaktion: Materialität aus der Sicht der Interaktionsforschung
  • (was ist „gut“ aus Nutzersicht)
  • Contextual Materials: Wechselspiel Kontextbedürfnisse, Materialinnovation und Nutzerbedürfnisse
  • Tangible Interfaces: Tangible Interfaces („angreifbare“ Interaktion) durch zukünftige Materialeigenschaften, zukünftige Materialeigenschaften getrieben durch Interaktionsbedürfnisse
Publikationen

Economidou, E., Vogel, S., França, N. C., Maurer, B., & Tscheligi, M. (2021). Tales from the Materialverse: Comic-Based Narratives and Character Cut-Outs for Co-Design Fiction. In C. Ardito, R. Lanzilotti, A. Malizia, H. Petrie, A. Piccinno, G. Desolda, & K. Inkpen (Eds.), Human-Computer Interaction – INTERACT 2021 (pp. 302–311). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-85616-8_18

Eckardt, J., Neubauer, J., Sepperer, T., Donato, S., Zanetti, M., Cefarin, N., Vaccari, L., Lippert, M., Wind, M., Schnabel, T., Petutschnigg, A., & Tondi, G. (2020). Synthesis and Characterization of High-Performing Sulfur-Free Tannin Foams. Polymers, 12(3), 564. https://doi.org/10.3390/polym12030564

Kain, S., Ecker, J. V., Haider, A., Musso, M., & Petutschnigg, A. (2020). Effects of the infill pattern on mechanical properties of fused layer modeling (FLM) 3D printed wood/polylactic acid (PLA) composites. European Journal of Wood and Wood Products, 78(1), 65–74. https://doi.org/10.1007/s00107-019-01473-0

Koopmann, A.-K., Schuster, C., Torres-Rodríguez, J., Kain, S., Pertl-Obermeyer, H., Petutschnigg, A., & Hüsing, N. (2020). Tannin-Based Hybrid Materials and Their Applications: A Review. Molecules, 25(21), 4910. https://doi.org/10.3390/molecules25214910

Sepperer, T., Tondi, G., Petutschnigg, A., Young, T. M., & Steiner, K. (2020). Mitigation of Ammonia Emissions from Cattle Manure Slurry by Tannins and Tannin-Based Polymers. Biomolecules, 10(4), 581. https://doi.org/10.3390/biom10040581

Vogel, S., Campreguer França, N., Economidou, E., Maurer, B., & Tscheligi, M. (2020). Circular HCI: Tools for Embedding Circular Thinking in Material-Driven Design. Companion Publication of the 2020 ACM Designing Interactive Systems Conference, 233–237. https://doi.org/10.1145/3393914.3395894

Wagner, K., Musso, M., Kain, S., Willför, S., Petutschnigg, A., & Schnabel, T. (2020). Larch Wood Residues Valorization through Extraction and Utilization of High Value-Added Products. Polymers, 12(2), 359. https://doi.org/10.3390/polym12020359