Die Kurt-Ruths-Preis-Trägerin Dr.-Ing. Sha Yang stellte in ihrer Dissertation eine innovative numerische Methode vor, um Selbstheilungsprozesse in Beton zu simulieren – ein komplett neuer Ansatz auf ihrem Forschungsgebiet. Das weltweit am häufigsten verwendete Baumaterial kann unter Belastung reißen, korrodieren und in der Folge instabil werden. Daher werden Selbstheilungsmethoden zum Schließen von Rissen entwickelt. Yang nutzte erstmals die Phasenfeldmethode, um die Heilung von Betonrissen durch Karbonatisierung zu modellieren und die Entwicklung mehrerer Grenzflächen zwischen Phasen des Betons zu beschreiben. Experimentelle Untersuchungen bestätigten die Modellergebnisse. Yangs Doktorarbeit zeigt das Potenzial der Phasenfeldmethode, um Vorhersagen zur Selbstheilung in zementbasierten Baustoffen treffen zu können, und macht es nutzbar. Zukünftig könnte sich dieser Ansatz auch auf andere Baustoffe übertragen lassen.

„Die Ergebnisse der Forschung von Dr. Yang haben eine große Bedeutung für die Entwicklung von haltbareren Baustoffen und nachhaltigeren Konstruktionsverfahren“, so Professor Eddie Koenders, der die Dissertation betreute. „Dr. Yang ist eine herausragende junge Wissenschaftlerin, die exzellente Forschungsergebnisse erzielt hat. Sie hat sich mit großem Enthusiasmus und Akribie der wissenschaftlichen Forschung und Anwendung verschrieben. Und sie hat sich in hochrangigen nationalen wie internationalen wissenschaftlichen Kooperationen engagiert.“

Im Fokus der Dissertation von Dr. Thomas Fuchs standen die magnetischen Eigenschaften kleiner, dotierter Cluster von Elementen der Vierten Hauptgruppe im Periodensystem, mit einer Größe von fünf bis 20 Atomen. Diese fungieren als Modellsysteme, um Quantenbits nachzustellen, die Grundeinheit für Quantencomputer. Fuchs untersuchte die Cluster in verschiedenen Experimenten. Die Ergebnisse geben in Kombination mit quantenmechanischen Rechnungen und mikroskopischer Modellierung neue Einblicke, wie die magnetischen Eigenschaften der Cluster durch kleinste Veränderungen ihrer Größe und Zusammensetzung beeinflusst werden können. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für zukünftige Anwendungen in der Quantentechnologie.

„Thomas Fuchs ist ein außergewöhnlicher Nachwuchswissenschaftler“, sagt sein Doktorvater Professor Rolf Schäfer. „Er ist ein unruhiger Kreativgeist, extrem ausdauernd, akribisch arbeitend und gleichzeitig immer mit vielen neuen Ideen beschäftigt. Die Fähigkeit, ungewöhnliche Experimente mit theoretischen Modellierungen zu verbinden, zeichnet ihn in besonderer Weise aus.“