Höchstdotierter Wissenschaftspreis Deutschlands

Prof. Dr. Britta Nestler erläutert mit einem Doktoranden am Werkstück eine computergestützte Materialsimulation (Foto: Tobias Schwerdt)

Britta Nestler, Professorin sowohl an der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft sowie am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wird mit dem Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis 2017 der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) ausgezeichnet. Er ist mit 2,5 Mio. € der höchstdotierte Wissenschaftspreis Deutschlands. Mit ihm würdigt die DFG Britta Nestler für ihre Forschungsleistung in der computergestützten Materialforschung. Sie ist in der Geschichte des Leibniz-Preises die erste Preisträgerin, die an einer Hochschule für Angewandte Wissenschaften (Fachhochschule) forscht und lehrt. Der Preis wird ihr am 15. März 2017 gemeinsam mit neun weiteren Wissenschaftlern aus anderen Forschungsdisziplinen in Berlin verliehen.

„Der Leibniz-Preis ist ein weiterer Beleg für die ausgezeichnete Forschungsleistung von Prof. Dr. Britta Nestler in einer von ihr geprägten innovativen computergestützten Materialforschung“, so Rektor Prof. Dr. Karl-Heinz Meisel. „Und dass diese Forschungsleistung gemeinsam an beiden Karlsruher Hochschulen möglich wurde, ist auch Resultat gemeinsamer Anstrengungen des Landes Baden-Württemberg, des KIT und der Hochschule Karlsruhe, als sie 2010 durch ihre zusätzliche Berufung an das KIT der Stadt und damit auch dem Land erhalten blieb. Ihr Karriereweg ist eine Erfolgsgeschichte. Ihre bisherige Arbeit wurde mit zahlreichen Preisen gewürdigt, so hatte sie schon 2007 den Landesforschungspreis Baden-Württemberg erhalten. Die jetzige Verleihung des Leibniz-Preises ist eine weitere Steigerung in der Wissenschaftskarriere von Prof. Dr. Britta Nestler.“

Prof. Dr. Britta Nestler ist seit 2001 Professorin an der Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik der Hochschule Karlsruhe (HsKA) und seit 2008 Direktorin der Abteilung Computational Materials Science and Engineering am Institute of Materials and Processes der Hochschule. Mit ihrem Forschungsteam geht sie dort der Frage nach, wie mit mathematisch-physikalischen Modellen über computergestützte Simulationen die Mikrostrukturen verschiedenster Materialien visualisiert werden können. Die Technik kann dazu eingesetzt werden zu ermitteln, wie sich Werkstoffeigenschaften unter unterschiedlichen Prozessbedingungen, Verarbeitungsmethoden oder auch in anderen Materialzusammensetzungen verhalten. Durch die entwickelten Methoden können neue Werkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften am Computer entworfen werden. „Solche Materialstrukturen sind mit dem bloßen Auge nicht erkennbar“, so Prof. Dr. Britta Nestler, „über die Computersimulation kann ich mich jedoch quasi in ein Werkstück hineinzoomen und die multiphysikalischen Einflüsse in jeden Bereich aus unterschiedlichen Perspektiven betrachten.“

Die Computersimulation eröffnet den Wissenschaftlern auch Einblicke in Prozesse, die zuvor nicht bildlich darstellbar waren, beispielsweise in der Herstellung von Gießereiprodukten. In den Schmelzprozessen der Metalle kommt es zu derart hohen Temperaturen, dass es unmöglich ist, das Kristallwachstum während des Prozesses zu beobachten, zu kontrollieren oder zu steuern. Die Computersimulation erlaubt nun die dreidimensionale Darstellung und Analyse während der Erstarrung verschiedener Werkstoffe in heißen Metallschmelzen. Mit ihrer kreativen Anwendung und Weiterentwicklung der Phasenfeldmethode hat Prof. Dr. Britta Nestler herausragende wissenschaftliche Erkenntnisse erzielt, die auch von großer praktischer Relevanz sind: Ihre Simulationsrechnungen helfen etwa bei der Vorhersage der Rissausbreitung in Konstruktionswerkstoffen wie Bremsscheiben und ermöglichen so, deren Lebensdauer zu verlängern.

Im Forschungsfeld der Simulation von Mikrostrukturen betreiben seit Oktober 2008 das KIT und die Hochschule Karlsruhe ein gemeinsames Graduiertenkolleg. Bei seiner Gründung war es bundesweit die einzige gemeinsame Doktorandenausbildung einer Fachhochschule und einer Universität, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wurde. Die Ergebnisse sowie die weiteren Pläne waren überzeugend: Die DFG entschied sich 2012 zu einer Fortsetzung der Förderung für weitere 4,5 Jahre mit rund 6 Mio. €. Seit dem Wintersemester 2011/12 besteht zwischen beiden Hochschulen ein weiteres gemeinsames Promotionskolleg, das vom Land Baden-Württemberg gefördert wird, sodass die zwölf beteiligten Doktoranden beider Einrichtungen durch die Vergabe von Stipendien unterstützt werden. Unter dem Titel „Gefügestrukturanalyse und Prozessbewertung“ erforschen Promotionsstipendiaten, die von Prof. Dr. Britta Nestler sowie Kolleginnen und Kollegen betreut werden, sowohl experimentell als auch theoretisch Strukturbildungsmechanismen in unterschiedlichen Materialsystemen für eine Vielzahl verschiedener Prozessabläufe. Sie befassen sich mit Themen wie der Strukturentwicklung bei Sinterprozessen, Vergröberungsmechanismen inpolykristallinen mehrphasigen Werkstoffen, dem Bruchverhalten von Wolfram auf mikroskopischer Ebene und den Wirkzusammenhängen von Mikrostrukturänderungen und mechanischen Belastungen.

Britta Nestler promovierte im Jahr 2000 an der RWTH Aachen, an der sie zuvor auch ihre Diplome in Physik und Mathematik abgelegt hatte. 2001 trat Nestler eine Professur an der Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik der Hochschule Karlsruhe an, seit 2008 ist sie dort auch Direktorin der Abteilung Computational Materials Science and Engineering am Institute of Materials and Processes. Im gleichen Jahr gründete sie das Steinbeis-Transferzentrum „Werkstoffsimulation und Prozessoptimierung“, das sie bis heute leitet. 2009 übernahm sie zudem ihren jetzigen Lehrstuhl am KIT, wo sie seit 2010 Mitglied der kollegialen Leitung des Instituts für Angewandte Materialien ist.

Neben dem Landesforschungspreis für Angewandte Forschung (2007) des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg erhielt sie 2009 den Landeslehrpreis und 2014 den Forschungspreis der Hochschule Karlsruhe. Auf internationaler Ebene war ihr 2004 der Materials Science and Technology Prize der Federation of European Materials Societies (FEMS) verliehen worden und 2002 der Richard-von-Mises-Preis der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM).

Seit 1986 wird der Leibniz-Preis jährlich von der DFG vergeben. Er zeichnet herausragende Wissenschaftler in allen Forschungsgebieten aus. Das Preisgeld in Höhe von rund 2,5 Mio. € können sie innerhalb von sieben Jahren nach ihren eigenen Vorstellungen und ohne bürokratischen Aufwand für ihre wissenschaftlichen Arbeiten verwenden. Seit 1986 konnten bislang 348 Leibniz-Preise vergeben werden. Weltweit gilt er als einer der wichtigsten Wissenschaftspreise; bisher erhielten sieben Preisträger nach dem Leibniz-Preis auch den Nobelpreis.