Entwicklung und Bewertung biologischer und technischer Materialmodelle für numerische Simulationen von Terahertz-Expositionen des menschlichen Körpers und von Fehleranalysen in Glas- oder Karbon-Faser-Verbundstrukturen mit mm- und Sub-mm-Wellen.

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Clemens
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270648523

Primär zielt das Vorhaben auf die Entwicklung neuer Materialmodelle für technische und biologische Strukturen ab. Diese auf Basis von Mischungsmethoden zu erstellenden Modelle sollen die in der Literatur bestehenden Lücken von dielektrischen Materialparametern (Permittivität und Leitfähigkeit) im mm-/Sub-mm-Wellenbereich (ca. 30 GHz bis 10 THz) schließen. Die so bestimmten Materialdaten sollen im Rahmen des Vorhabens dann für numerische Computersimulationen verwendet werden. Um die Breite der Anwendungsmöglichkeiten der Materialmodelle zu demonstrieren, aber auch, um die Grenzen der Vorgehensweise herauszuarbeiten, sollen zwei sehr unterschiedliche Themenbereiche bearbeitet werden: Zum einen sollen die elektromagnetische Exposition menschlichen Körpergewebes bei aktuellen und zukünftigen Applikationen mit THz-Frequenzen (Sub-mm-Wellen) berechnet und die Eignung der neuen Materialmodelle bewertet werden. Zum anderen sollen hochgenaue Modelle von Faser-Verbundwerkstoffen mit und ohne Defektstellen entwickelt und diese dann mit mm- und Sub-mm-Quellen angestrahlt werden, um im Vergleich anhand der Feldmodifikationen vor und/oder hinter den Materialproben, aber auch in den Proben selbst, Ursachen für beobachtete Fehldiagnosen bei der zerstörungsfreien Materialprüfung auf der Basis bildgebender Verfahren auffinden zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen