Die Königsklasse unserer Forschungsaktivitäten liegt in der Modellierung von Schädigung in Multimaterialverbunden. Unser Zugang führt von der sehr fundamentalen Frage: „Was bedeutet Schädigung?“ hin zu der extrem anwendungsorientierten Frage: „Wie kann man diese verhindern?“. Unser Schwerpunkt ist ein materialbezogener Zugang mit einer Kombination aus experimentellen und begleitenden Modellierungsmethoden [1-5].

Herkömmliche bruchmechanische Modellierungsmethoden kommen an ihre Anwendungsgrenzen, wenn die plastische Zone an der Rissfront die Grenz- und Oberfläche erreicht (was bei Systemen aus dünnen Schichten in der Mikroelektronik häufig der Fall ist). Daher haben Simha at al. und Kolednik et al. in Zusammenarbeit mit dem MCL das Konzept der „Configurational Forces“ entwickelt und ständig verbessert, um die risstreibenden Kräfte unter diesen schwierigen Bedingungen richtig modellieren zu können [2,3]. Das Engineering von Komponenten als auch die zugehörigen Experimente in Form von Bruchversuchen an Mikrobalken werden durch dieses neue Konzept auf eine fundierte Weise unterstützt.

Dabei ist es möglich, ein für die Anwendung maßgeschneidertes Schichtsystem zu entwickeln, das dank seiner erhöhten Bruchzähigkeit die Zuverlässigkeit der Komponente maßgeblich verbessert [4,5]. Inspiration holt man sich dabei von der Natur. So hat etwa Perlmutt (Vorkommen in Muscheln und Perlen) durch sein natürliches, mikrostrukturelles Design eine um mehrere Zehnerpotenzen höhere Bruchzähigkeit als sein extrem sprödes Ausgangsmaterial Calciumcarbonat [6].