Repairtecture

Repairtecture hat die Vision innovative Simulations-, Design- und Materialkonzepte für eine Kreislaufwirtschaft von polymerbasierten Produkten und Verbundstrukturen bereitzustellen, die ihre Funktionalität, Leistung und Attraktivität über eine längere Lebensdauer beibehalten. Die beispiellose Kombination von Stimuli-gesteuerten molekularen Funktionen mit zuverlässigen Eigenschaften und modularen Architekturen soll ökologische Nachhaltigkeit und wirtschaftliche Effizienz mit fortschrittlichen Reparatur-/Aufbereitungsprozessen für zukünftige polymerbasierte Produkte verbinden.

• Priv.-Doz. Dr. Sandra Schlögl
• Scientific Director
  
   

• Polymer Competence Center Leoben GmbH
• Czech Academy of Sciences
• Graz University of Technology
• Johannes Kepler Universität Linz
• Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe
• Maastricht University
• Montanuniversität Leoben
• University of New South Wales
• Andritz AG
• A Raymond SCS 

Das COMET-Modul Repairtecture fokussiert auf innovative Simulationsansätze, Materialien sowie Design- und Verbindungskonzepte für die Schaffung einer Kreislaufwirtschaft für polymerbasierte Produkte und Verbundmaterialien, die ihre Funktion, Eigenschaften und Attraktivität über eine verlängerte Lebenszeit beibehalten. Aus thermodynamischer und energetischer Sicht stellen Reparaturkonzepte eine wesentliche Triebkraft für die angestrebte europäische Klimaneutralität bis 2050 dar, da sie einen geringen Energie- und Materialeinsatz benötigen. Obwohl Reparatur den geschlossenen Produktkreislauf mit dem höchsten Umweltnutzen für den langjährigen Gebrauch von polymerbasierten Produkten darstellt, hat sich Recycling in der Praxis weitaus häufiger etabliert. Neben fehlender Produktgarantien beschränken hohe Kosten und der Verlust der Funktionalität und der Attraktivität (aus modischen Gründen) den Durchbruch von Reparaturkonzepten als bevorzugte Abfallvermeidungsstrategie (v.a. für leistungsstarke Produkte). 

• Entwicklung neuer Simulationswerkzeuge zur Vorhersage des Reparaturbedarfs
• Synthese reparaturfähiger dynamischer Polymernetzwerke mit schnellen Bindungsaustauschraten und geringem Kriechverhalten
• Hochleistungsklebstoffe mit extern getriggerten Debonding-Eigenschaften
• Erarbeitung modularer und zuverlässiger Ökodesign-Konzepte für wiederaufbereitbare und reparierbare Komponenten auf Polymerbasis
• Entwicklung neuer (mechanischer und chemischer) Verbindungskonzepte für leicht zu reparierende Produkte
• Betrachtung von Lebenszyklusaspekten von Reparaturprozessen im Vergleich zu Recycling und den derzeit angewandten Entsorgungswegen

Repairtecture verfolgt ein ambitioniertes und hoch interdisziplinäres Forschungsprogramm, um diesen Herausforderungen durch die Entwicklung neuer vernetzter Polymere (u.a. Duromere, Elastomere), die in der Lage sind (i) Schäden auf molekulare Ebene zu reparieren, (ii) viskoelastische Eigenschaften reversibel anzupassen (für die Reparatur makroskopischer Schäden), sowie (iii) Adhäsionseigenschaften kontrolliert zu ändern (Reparatur und Wiederaufarbeitung von geklebten Multi-Materialstrukturen), zu begegnen. Die in Repairtecture entwickelten Lösungsansätze legen den Grundstein für (i) innovative Installations- und einfache Demontagestrategien, (ii) neue modulare Designrichtlinien, (iii) einfach handhabbare Reparatur/Überholungsprozesse für strukturelle und funktionelle polymerbasierte Produkte, sowie (iv) geringe Kosten. Die „out-of-the-box“ Ansätze in Repairtecture umfassen die gesamte Wertschöpfungskette und den Lebenszyklus von Polymerprodukten, die in etablierten und/oder zukünftigen Industriezweigen eingesetzt werden.

• Neue Reparaturkonzepte für hoch vernetzte Polymerwerkstoffe
• Lokales und reversibles Selbstfalten von vernetzten Polymeren