Deutsche Gesellschaft für Materialkunde zeichnet Tilmann Hickel und Tim Schwarz aus

Gleich zwei Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (MPI-SusMat) wurden von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) ausgezeichnet: Dr. Tilmann Hickel erhält den DGM-Pionier 2026 für seine Leistungen in der rechnergestützten Vorhersage und Optimierung von Werkstoffeigenschaften. Dr. Tim M. Schwarz wird mit dem DGM-Nachwuchspreis 2026 für seine Arbeiten zur atomgenauen Untersuchung von flüssig-fest Grenzflächen und Flüssigkeiten geehrt.

Beide Preise wurden am 28. September 2026 während des DGM-Tags in Darmstadt verliehen. Die Auszeichnungen zeigen die Bandbreite moderner Materialwissenschaft: von computergestützten Methoden, die das Verhalten von Werkstoffen vorhersagen, bis zu experimentellen Verfahren, mit denen sich Materialien Atom für Atom untersuchen lassen.

Tilmann Hickel: Materialieneigenschaften vorhersagen und Datenanalysen automatisieren

Tilmann Hickel wird insbesondere für seine Leistungen in der computergestützten Materialwissenschaft und Materialinformatik ausgezeichnet. Sie ermöglichen die Eigenschaften und das Verhalten von Materialien vorherzusagen und helfen, neue Werkstoffe schneller und gezielter zu entwickeln.

„Das Zusammenspiel von Materialwissenschaft und Industrie war schon immer ein zentrales Anliegen meiner Forschung. Während wir computergestützte Methoden zunächst zur Optimierung hochfester Stähle einsetzten, konzentrieren wir uns heute auf digitale Werkzeuge, um beschleunigte Strategien für das Materialdesign zu ermöglichen, die auch in der Industrie Anwendung finden können. Im Zeitalter von künstlicher Intelligenz und Large Language Modellen wird es noch einfacher sein, heterogene Daten miteinander zu verknüpfen und dadurch noch effizienter als bisher neue Werkstoffe zu entwickeln. Wir stehen nun vor ganz neuen Möglichkeiten.“, erklärt Hickel.

Hickel beschäftigt sich beim Stahldesign mit dem Verständnis von Verformungsmechanismen, der Rolle von Wasserstoff in Stählen, Magnetismus, Thermodynamik und atomaren Prozessen in Eisenlegierungen. Gleichzeitig engagiert sich Hickel für eine leistungsfähige digitale Infrastruktur in der Materialwissenschaft. Dazu gehört die Entwicklung und Einführung von pyiron, einer digitalen Umgebung zur Automatisierung von Materialsimulationen und Workflows.

Zudem beteiligt sich Hickel maßgeblich an nationalen Initiativen zur Digitalisierung von Forschungsdaten in den Materialwissenschaften, wie dem Konsortium NFDI-MatWerk und der Plattform MaterialDigital. Solche Digitalisierungsmaßnahmen sollen es erleichtern, Simulationen, Experimente und industrielle Anwendungen miteinander zu verknüpfen und deren Wiederholung von unterschiedlichen Forschungsgruppen zu vermeiden, indem alle Akteure auf bereits vorhandene Daten zugreifen können.

Nach seiner Promotion in theoretischer Festkörperphysik, fing Hickel als Postdoktorand am Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (bis 2024 unter dem Namen Max-Planck-Institut für Eisenforschung bekannt) an und baute schließlich eine Forschungsgruppe für Computergestützte Phasenmodellierung dort auf. Seit 2021 leitet er den Fachbereich Materials Informatics an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und ist weiterhin eng mit dem Düsseldorfer Max-Planck-Institut verbunden.
Mit dem DGM-Pionier werden DGM-Mitglieder ausgezeichnet, deren Arbeit nachhaltig dazu beiträgt, Forschung und industrielle Anwendung miteinander zu verbinden.

Tim M. Schwarz: Atomgenaue Untersuchungen von Flüssigkeiten und Implantaten

Im Zentrum der Forschung von Tim M. Schwarz steht die Atomsondentomographie (APT), eine Methode, mit der sich die chemische Zusammensetzung von Materialien mit nahezu atomarer Auflösung untersuchen lässt. Eine besondere Herausforderung bei der Atomsondentomographie bestand darin, Flüssigkeiten und empfindliche biologische Materialien zu untersuchen. Während seiner Promotion entwickelte Schwarz neue Verfahren, um Proben aus gefrorenen Flüssigkeiten zu analysieren und so die Prozesse an der Oberfläche von Implantaten in Wechselwirkung mit Flüssigkeiten, wie Blut, zu verstehen.

„Dadurch, dass nun auch möglich ist, flüssige Materialien mit Hilfe der Atomsonde zu untersuchen, können biologische und Katalysator- und Batteriematerialien atomgenau untersucht werden. Wenn man die chemische Zusammensetzung dieser Materialien und Prozesse an ihren Grenzflächen versteht, kann man auch verstehen, wie und warum sich diese Materialien mit der Zeit abbauen und wie sie sich optimieren lassen.“, so Schwarz.

Langfristig möchte Schwarz verstehen, wie Strukturen auf atomarer Ebene die Eigenschaften von Materialien bestimmen. Seine Forschung umfasst die atomare Analyse von Biomaterialien ebenso wie biologisch abbaubare Legierungen und Korrosionsprozesse auf der Nanometerskala. Derzeit beschäftigt sich Schwarz unter anderem mit biologisch-abbaubaren Implantaten aus Magnesium und deren Wechselwirkung mit der Knochenstruktur. Magnesium-Implantate werden bisher nur begrenzt eingesetzt, da sie relativ schnell an der Oberfläche korrodieren.

Mithilfe der APT lassen sich diese Korrosionsprozesse besser verstehen und die Legierung kann entsprechend optimiert werden.
Schwarz studierte Materialwissenschaft an der Universität Stuttgart, bevor er 2022 an das Düsseldorfer Max-Planck-Institut wechselte. Seit 2024 leitet er dort eine Projektgruppe, die Reaktionen und Prozesse an den Grenzflächen zwischen Implantatoberflächen und Flüssigkeiten untersucht.

Mit dem DGM-Nachwuchspreis würdigt die Deutsche Gesellschaft für Materialkunde herausragende Nachwuchswissenschaftler*innen, deren Promotion höchstens zwei Jahre zurückliegt und die mit ihrer Forschung überdurchschnittliche Leistungen zeigen.

Zwei Perspektiven auf die Materialwissenschaft der Zukunft

Die Auszeichnungen für Tilmann Hickel und Tim Schwarz stehen für zwei unterschiedliche, sich ergänzende Wege, Materialien auf ihren kleinsten Skalen zu verstehen. Während Hickel mit Simulationen, physikalischen Modellen und Materialdaten das Verhalten komplexer Werkstoffe berechenbar macht, entwickelt Schwarz experimentelle Methoden, mit denen chemische Prozesse und Grenzflächen nahezu atomgenau untersucht werden können.

(Quelle: Max-Planck-Institut für Nachhaltige Materialien (MPI-SusMat))