Damit Materialien mit immer besseren Eigenschaften entstehen, sind vielfältige Studien nötig. Forschende des Instituts für Werkstoffwissenschaft nutzen dafür jedes Jahr bis zu fünf Wochen die Möglichkeiten des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) am Forschungszentrum der Helmholtz-Gesellschaft in Hamburg. Es zählt zu den weltweit führenden Beschleunigerzentren. Vorteil für die jährlich mehr als 3.000 Nutzenden aus über 40 Nationen: Mit den Röntgenstrahlen von Petra III, wie die Quelle genannt wird, können sehr kleine Materialproben untersucht werden. Und das, während sich die Probe zum Beispiel durch Wärmebehandlung und thermomechanische Behandlungen wie Drahtziehen, Schweißen, Umform- oder Walzprozesse verändert.

Die Entstehung neuer Materialien kann während des Syntheseprozesses verfolgt und die gewünschten Eigenschaften durch gezielte Modifizierung ihrer inneren Struktur eingestellt werden. Das spart Ressourcen. Diese sogenannten in situ und in operando-Studien sind die Voraussetzung für das Materialdesign und eine effiziente Entwicklung von ressourcenschonenden Produktionstechnologien in der Mikro-, Nano- und Optoelektronik, bei der Energiewandlung zum Beispiel in Solarzellen, der Energiespeicherung in Batterien oder der Herstellung von langlebigen Produkten. Neben der Entwicklung von Elektronik- und Batteriematerialien untersucht das Freiberger Team bei DESY Fragestellungen der Materialsynthese und des Materialverhaltens unter extremen Bedingungen, der Erzeugung 3D-gedruckter Komponenten sowie klimaneutraler Stoffumwandlungsprozesse.