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Hochschule Hamm-Lippstadt

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Materialdesign - Bionik und Photonik

Bachelorstudiengang | Campus Lippstadt

Materialdesign heißt zu lernen, Materialien und Systeme zu entwickeln, die neue Maßstäbe in Sachen Funktionalität, Leichtbauweise und Nachhaltigkeit setzen. Im Studiengang "Materialdesign - Bionik und Photonik" lernst Du die Zukunft nach dem Vorbild der Natur zu gestalten.

Vorbild Natur: Materialdesign der Zukunft

Karosserien mit bioinspirierten Leichtbau-Rädern und Scharnieren, die so nahtlos sind wie die Panzer von Krabben. Oder optische Linsen aus nachwachsenden Rohstoffen, entspiegelt wie die Augen von Motten. Die Funktionsweisen der Natur zu verstehen und sie in neue Werkstoffe und Produkte zu übersetzen, ist der Kern der Bionik. Lerne von der Natur, um die Materialien und Technologien von morgen zu entwickeln!

Neben naturwissenschaftlichen Grundlagen vermittelt Dir der Studiengang "Materialdesign - Bionik und Photonik" handfestes technisches Know-how. Du erfährst, wie Materialien entstehen, die neue Maßstäbe in Sachen Leichtbauweise, Nachhaltigkeit, Leistungsfähigkeit und Funktionalität setzen. Dafür kombinieren wir folgende Disziplinen:

  • Chemie
  • Physik
  • Mathematik
  • Materialwissenschaften
  • Biologie
  • Bionik
  • Ingenieurswissenschaften
  • Leichtbau
  • Optik und Photonik
  • Polymerwissenschaften

So bist Du nach Deinem Abschluss in der Lage, die Entwicklung innovativer Materialien und Produkte der Zukunft mitzugestalten.

Studienverlauf

In den ersten vier Semestern machst Du Dich mit den natur- und ingenieurswissenschaftlichen Grundlagen vertraut und erfährst, welche strukturellen und funktionellen Analogien es zur Natur gibt. Auf dem Programm stehen Fächer wie

  • Angewandte Mathematik
  • Allgemeine und Anorganische und Organische Chemie
  • Biologie
  • Biomechanik
  • Bionik
  • Konstruktionstechnik und CAD
  • Lichttechnik
  • Instrumentelle Analytik und Messtechnik
  • Technische Mechanik
  • Technische Optik
  • Werkstoffkunde

Im dritten Semester erhältst Du bereits erste Einblicke in die drei Wahlpflichtprofile: "Leichtbau und Bionik", "Photonik und Bionik" und "Bioinspirierte Materialien und Polymere" , auf die Du Dich später fachlich konzentrieren kannst.
Das fünfte Semester steht Dir als Praxis- oder Auslandssemester zur Verfügung. Hier arbeitest Du in richtigen Projekten in Unternehmen, Hochschulen oder Forschungsinstituten und erlebst Aufgaben, für die Du als zukünftige/r wissenschaftliche/r Ingenieurin oder Ingenieur mitverantwortlich sein wirst.

Deine Zukunft mit einem Bachelor in "Materialdesign - Bionik und Photonik"

Nach Deinem erfolgreichen Abschluss als "Bachelor of Science" steht Dir der Weg in ein Masterstudium offen. Oder Du gehst in die Berufspraxis und arbeitest als Wissenschaftler/in oder Ingenieur/in in einem Forschungsinstitut oder Unternehmen.

Die Industrie sucht Fachleute wie Dich in Branchen wie

  • Automobil- und Luftfahrtindustrie
  • Beleuchtungs- und Optikindustrie
  • Industrielle Bioökonomie
  • Energietechnik
  • Kunststoffverarbeitende Industrie
  • Maschinenbau
  • Materialentwicklung und chemische Industrie
  • Medizintechnik
  • Mikro- und Nanotechnikbranche

Du möchtest "Materialdesign - Bionik und Photonik" studieren? Hier findest Du alle Infos zur Bewerbung und Einschreibung.
Du hast Fragen? Nimm Kontakt zu uns auf!

Wahlpflichtprofile

  • Übersicht zu den Wahlpflichtbereichen
  • Leichtbau und Bionik

    In der fachlichen Ausrichtung "Leichtbau und Bionik" wirst Du Dich intensiver mit der Entwicklung von neuen insbesondere von bionischen Materialien beschäftigen, die neue Standards hinsichtlich Festigkeit, Leichtbau, Funktionalisierung und Nachhaltigkeit setzen. Dabei wirst Du die entsprechenden Fertigungsverfahren und die Methoden der Werkstoffprüfung sowie die Besonderheiten der Konstruktion aus solchen Werkstoffen erlernen. So stehen folgende Themen auf dem Lehrplan:

    • Bionik: Strukturen und Leichtbau in Natur und Technik, Biomaterialien und Biokunststoffe
    • Leichtbau: Fertigung bioinspirierter Leichtbaustrukturen, Modellbildung und FEM-Simulation
    • Materialanalyse und -charakterisierung: Werkstoff- und Bauteilprüfung, Mikro- und Nanotechnologie, Oberflächentechnik
    • Nachhaltigkeit: Umwelttechnik und Qualitätsmanagement

    Schwerpunktverantwortlicher: Prof. Dmitrij Tikhomirov

  • Photonik und Bionik

    Nachhaltige, ressourcenschonende optische Komponenten aus Biopolymeren, faltbare Displays, Materialstrukturierung mittels Laser sowie eine moderne Mess- und Sensortechnik. Solltest Du Dich für die fachliche Ausrichtung "Photonik und Bionik" entscheiden, wirst Du Dich intensiver mit der Entwicklung von optischen Systemen und Komponenten für holografische Bildgebung, Sicherheitstechnik, medizinische Diagnostik und Materialanalyse sowie mit Beleuchtungstechnologien und Lichtdesigns beschäftigen, die gänzlich neue und kreative Möglichkeiten für die Nutzung von Licht bieten. Folgende Themen stehen auf Deinem Lehrplan:

    • Bionik: Bionik und Optik-Design, Biomimetische Materialien und Prozesse, Biomimetische Mikro-/Nanooptik
    • Angewandte Photonik: Lichttechnik und Lichtsysteme, biologische Aspekte der Beleuchtung, Technische Mikro-/Nanooptik
    • Materialien: Photonische Materialien, Technische mikro- und nanooptische Komponenten
    • Mikro- und Nanotechnologie, Oberflächentechnik, optische Charakterisierung

    Schwerpunktverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Christian Thomas

  • Bioinspirierte Materialien und Polymere

    Nichtbeschlagende Oberflächen, funktionale und responsive Materialien, widerstandsfähig gegen Feuer und Flammen und aus nachwachsenden Rohstoffen - innovative, nachhaltige Materialien und Werkstoffe bilden die Basis für Zukunftstechnologien. Solltest Du Dich für die fachliche Ausrichtung "Bioinspirierte Materialien und Polymere" entscheiden, wirst Du Dich intensiv mit der Entwicklung insbesondere von Polymeren und bionischen Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften beschäftigen, die neue Standards hinsichtlich Funktionalisierung, Feuerwiderstand und Nachhaltigkeit setzen. So stehen folgende praxisnahe Themen auf dem Lehrplan:

    • Bionik: Biomaterialien und Biomineralisation, Biokunststoffe, Biomimetische Materialien und Prozesse
    • Makromolekulare Chemie und Kunststofftechnik: Funktionale makromolekulare Werkstoffe und deren Verarbeitung, Synthese und Charakterisierung von Polymeren
    • Polymer Design: Entwicklung von nachhaltigen, funktionsoptimierten Kunststoffrezepturen und Additiven
    • Materialanalyse und -charakterisierung: Mikro- und Nanotechnologie, Qualitäts- und Datenmanagement

    Schwerpunktverantwortliche: Prof. Dr. Helge Fabritius & Prof. Dr. Sabine Fuchs

Entdecke den Studiengang Materialdesign - Bionik und Photonik

HSHL-Studierende und Studiengangsleiter Prof. Dr. Oliver Sandfuchs geben in diesem Video spannende Einblicke in den Studiengang "Materialdesign - Bionik und Photonik".

Wir leben "Materialdesign - Bionik und Photonik"

Selina Linnemann, HSHL-Absolventin 2020

Selina Linnemann, HSHL-Absolventin 2020, arbeitet als Projektingenieurin in der Abteilung "Bionischer Leichtbau und funktionale Morphologie" am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven.

An der Schnittstelle zwischen Biologie und Technik arbeite ich daran Prinzipien natürlicher Leichtbaustrukturen, wie die von einzelligen marinen Lebewesen, zu verstehen und auf Anwendungen zu übertragen. Die Projekte sind dabei vielfältig und beinhalten beispielsweise die Optimierung von Prothesen, Felgen oder Offshore-Anlagen. Zu meinen Aufgaben zählt unter anderem die Entwicklung bionischer Strukturen durch rechnergestützte Konstruktion, Simulation und Optimierung. Mein Bachelorstudium mit dem Schwerpunkt Leichtbau hat mich vor allem durch die interdisziplinären und innovativen Inhalte optimal auf meine Arbeit in der Anwendungsforschung und Produktentwicklung vorbereitet.

Forschungsprojekt "Renew-Opt" – nachhaltige Beleuchtung

Im Forschungsprojekt "RenewOpt" dreht sich alles um die nachhaltige Zukunft der Beleuchtung. Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind schon lange bekannt und in Gebrauch – wie z.B. als Filament beim 3D-Druck. Für optische Anwendungen können sie allerdings bisher nicht verwendet werden. Hier setzt das Projekt RenewOpt an: erstmals wird gezeigt, dass sich der Biokunststoff Polylactid (PLA) als Material für die Linse einer LED-Leuchte eignet. Das Projekt wird am Campus Lippstadt departmentübergreifend bearbeitet. Studierende aus den Studiengängen "Materialdesign -Bionik und Photonik", "Computervisualisitk und Design" und "Mechatronik" haben durch Materialentwicklung, Designstudien oder Elektronikkonzepte zum Projekterfolg beigetragen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert (FKZ: 22020116 PT).

Wiebke Kerkemeyer, HSHL-Absolventin 2021

Wiebke Kerkemeyer, HSHL Absolventin 2021, arbeitet in Rüthen bei der Firma CONSTAB Polyolefin Additives GmbH in der Abteilung Technical Service / Research and Development

Bereits während meines Praxissemesters in der Schweiz, konnte ich an der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, EMPA, wichtige Erfahrungen für das spätere Berufsleben sammeln. Bei der Entwicklung von optischen Polymerfasern war es möglich, die erlernten Forschungsmethoden praxisnah anzuwenden. Die Entwicklung neuer kundenspezifischer Masterbatches, sowie die Analyse und Weiterentwicklung bestehender Produkte sorgen für immer neue Herausforderungen. Dabei steht die technische Betreuung der Kundinnen und Kunden stets im Fokus meines Arbeitsalltags. Vor allem die Module Polymerdesign und Kunststofftechnik aus dem Studium mit dem Schwerpunkt Leichtbau, haben mich zusammen mit dem Praxissemester und meiner Arbeit als Tutorin, optimal auf meine jetzige Arbeit in der Forschung und Entwicklung vorbereitet.

Matthias Kesting, HSHL-Absolvent 2019 studiert auch im Master an der HSHL

Matthias Kesting entschied sich für den Studiengang aufgrund der hohen Interdisziplinarität und der Möglichkeit an der HSHL praktische Erfahrungen in Forschung und Entwicklung zu sammeln.
Im Rahmen mehrerer studentischer Arbeiten inkl. einer Beschäftigung als studentische Hilfskraft erarbeitete Matthias Kesting eine Methode zur Korrelation von Rasterkraft- sowie Licht- und Elektronenmikroskopie. Diese wendete er in seiner Bachelorarbeit an, um Titandioxid Nanopartikel aus Lebensmitteln 3D zu charakterisieren, deren gesundheitliche Aspekte sind Inhalt von Studien und Debatten. Seit dem Jahr 2020 ist Titandioxid, welches sich unter anderem in Zahnpasta und bunten, mit Zucker ummantelten Süßigkeiten befindet, in Frankreich nicht mehr als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen.


Nach seinem Abschluss im Jahr 2019 war es ihm möglich seine Arbeit auf mehreren Konferenzen (inkl. der MC2019 in Berlin) als Poster zu präsentieren und im Jahr 2020 in einem wissenschaftlichen Artikel zu veröffentlichen.
Nach seinem Bachelorstudium begann Matthias Kesting mit dem Master "Technical Consulting und Management" an der HSHL. Seine Masterarbeit schreibt er in Kooperation mit der Raith GmbH, einem Hersteller für elektronen- und ionenstrahlbasierte Nanofabrikationssysteme.

Forschungsprojekt "PermAFog"- ökologisch und zukunftsorientiert

In ihrem Forschungsprojekt "PermAFog" beschäftigt sich HSHL-Doktorandin Eleonora Buchholz mit der Modifikation von Polymermaterialien für die Anwendung als Gewächshausfolien. Den Fokus des Forschungsprojektes wählte Doktorandin Eleonora Buchholz, da die vorrangigen Ziele, Müllvermeidung und Nachhaltigkeit, sehr ökologisch und zukunftsorientiert sind.
Durch chemische Modifikation sollen Kunststoffe mit den benötigten Eigenschaften für die Agraranwendung dauerhaft ausgestattet werden und somit eine längere Haltbarkeit bekommen. In Zusammenarbeit mit Studenten aus dem Studiengang "Materialdesign- Bionik und Photonik" werden mit viel Kreativität und originellen Ideen Methoden erarbeitet, um dieses Ziel zu verwirklichen.

Seepferdchen im computertomographischen Scan

Was haben "Materialdesign Bionik und Photonik“ mit Seepferdchen zu tun? Einiges, denn um Bau und Funktion von Skelettstrukturen aus dem biologischen Material Knochen zu verstehen, wird auch ein Seepferdchen en détail betrachtet. Erstellt wurde das Bild vom wissenschaftlichen Mitarbeiter Tekie Ogbazghi und Prof. Helge Fabritius, um für Lehrzwecke das Potential von Kieferstrukturen für die Entwicklung bionischer Greifinstrumente zu illustrieren. Es handelt sich um einen computertomographischen Scan, bei dem das Präparat mit Röntgenstrahlen durchstrahlt und ein vollständiges 3D-Modell des Schädels erstellt wird.

Die Bildinformation ist die Dichte des Materials aus dem Knochen und Haut des Tierchens bestehen, weswegen die Rohdaten eigentlich auch nur als Graustufengradienten vorliegen. Die Farbinformation wurde per Software eingerechnet. Das Ergebnis kann sich sehen lassen, denn es  ist einfach futuristisch und spannend zugleich. Im Studiengang ist unter anderem die Beschaffenheit von Materialen von großer Bedeutung.

News aus dem Studiengang

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Bewerbungsfrist für zulassungsfreie HSHL-Studiengänge verlängert

Die Bewerbungsfrist für zulassungsfreie Bachelorstudiengänge wurde an der HSHL verlängert. Noch bis zum 05.09.2022 haben Interessierte die Möglichkeit, sich direkt bei der Hochschule zu bewerben. [29.08.2022]

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MBP-Studierende in Aktion und im Ausland

Dominik Klein, 5.Semester "Materialdesign - Bionik und Photonik", Auslandspraktikum in Frankreich

"Im UMET wird mir viel Freiraum gelassen, aber auch Verantwortung übergeben. So arbeite ich nach meinem eigenen Zeitplan. Ich komme und gehe also wann ich will und müsste theoretisch nur zu den Einweisungen in das Laborequipment anwesend sein. Dafür ist‘s im Labor aber viel zu spannend!" 

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Johanna Budde, 5.Semester "Materialdesign - Bionik und Photonik", Auslandspraktikum in Australien

"Meine Praktikumsbetreuerin hat mir sehr viel Freiraum gelassen und so durfte ich, nachdem ich die entsprechenden Sicherheitsunterweisungen erhalten habe, in nahezu jedes Labor der Universität und meine eigenen Ideen von der Theorie in die Praxis umsetzen. Meine Ergebnisse habe ich regelmäßig innerhalb der Projektgruppe präsentiert."

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Cornelius Homolka, 6. Semester "Materialdesign - Bionik und Photonik", Auslandssemester in Jordanien

"Alles in allem war es eine gute Entscheidung, das halbe Jahr in Jordanien zu verbringen. Ich habe neue Erfahrungen gesammelt, habe gelernt mit manch schwieriger Situation umzugehen und ich habe viele neue, nette Leute kennengelernt. Für jeden, der mit dem Gedanken spielt ins Ausland zu gehen, kann ich es nur empfehlen." 

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Studieren an der HSHL

Alle Infos zum Studieren und Leben an der HSHL findest Du hier.

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