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Prof. Dr. Stefano Zapperi

Prof. Dr. Zapperi forscht zu mechanischen Metamaterialien am Lehrstuhl für Werkstoffsimulation der FAU. (Bild: Francesc Font Clos)

Gewinner des Alexander von Humboldt-Forschungspreises und Gastwissenschaftler am Lehrstuhl für Werkstoffsimulation

Dr. Stefano Zapperi ist Professor für theoretische Physik der kondensierten Materie und Koordinator des Zentrums für Komplexität und Biosysteme an der Universität von Mailand. Er studierte Physik an der Universität La Sapienza in Rom, bevor er an der Boston University in Physik promovierte. Sein weiterer Werdegang führt ihn von der École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris über das Nationale Institut für Materialphysik (INFM ) an der Universität Rom bis hin zum Institute for Energetics and Interphases (CNR-IENI) in Mailand.

Prof. Zapperi ist ein Experte in der statistischen Physik komplexer Systeme und forscht auf den Gebieten der Materialwissenschaften, Biophysik und Systembiologie. Zu seinen bemerkenswertesten Beiträgen gehört die Theorie des Barkhausen-Rauschens bei Magneten, die statistische Physik der Plastizität und des Bruchs sowie neuere Arbeiten zur Physik von Krebs und Proteinaggregation.

Als Gastwissenschaftler forscht er am Lehrstuhl für Werkstoffsimulation der FAU zu mechanischen Metamaterialien.

Zu forschen ist ein fantastischer Job weil er immer neu und anders ist. Es ist ein Privileg seine Zeit damit zu verbringen, Antworten auf offene wissenschaftliche Fragen zu finden, immer mit der Hoffnung etwas zu entdecken, das einen Einfluss auf die Gesellschaft haben könnte.

Prof. Dr. Zapperi, Sie forschen zu mechanischen Metamaterialien. Was kann man sich darunter vorstellen und was hat Ihr Interesse in deren Erforschung geweckt?

Metamaterialien beziehen ihre mechanischen Eigenschaften aus ihrer geometrischen Architektur statt aus ihrer chemischen Zusammensetzung. Die jüngsten Fortschritte im 3D-Druck ermöglichen das Entwerfen einer Vielzahl neuer Strukturen mit immer komplexeren Funktionen, die manchmal von biologischen Systemen inspiriert werden oder dem menschlichen Einfallsreichtum entspringen. Mich hat es schon immer interessiert, wie interne mikrostrukturelle Muster die makroskopische Reaktion von Materialien beeinflussen. Aus diesem Grund ist das Erforschen von Metamaterialien eine natürliche Entwicklung meines Forschungswegs.

Könnten Sie Ihr Forschungsprojekt an der FAU kurz beschreiben?

An der FAU plane ich Künstliche Intelligenz mit Materialwissenschaften zu verbinden, um so zwei Ziele zu erreichen: Die erste Idee ist es, neue Werkzeuge für die zerstörungsfreie Evaluation von Materialien zu entwickeln oder einfacher ausgedrückt, in der Lage zu sein im Voraus zu bestimmen, wan nein Material brechen wird. Die zweite Idee ist, Künstliche Intelligenz zu nutzen, um neue Materialien oder Metamaterialien mit den gewünschten multifunktionalen Eigenschaften herzustellen. Die grundsätzliche Idee ist, die neuesten Fortschritte bei Algorithmen und der Datenforschung zu nutzen, um einen neuen Weg auf Materialdesign und Geräteüberwachungsprobleme zu blicken zu fördern.

Was hoffen Sie und Prof. Dr. Zaiser, Ihr Gastgeber an der FAU, mit ihrer Forschung zu erzielen?

Unser Forschungsplan wird vermutlich weit über meinen Aufenthalt an der FAU hinausgehen, aber ehrgeizige Ziele benötigen Zeit. Ich muss mich bei der Alexander von Humboldt-Stiftung bedanken, dass sie mir die unglaubliche Möglichkeit gibt, mich ein ganzes Jahr lang der Forschung in so einer anregenden Umgebung widmen zu dürfen. Ohne die Last der täglichen Routine, kann ich langfristige fundamentale Probleme angehen.

Warum haben Sie sich für die FAU als Gastuniversität entschieden?

Ich kenne Prof. Dr. Zaiser seit 20 Jahren. Gemeinsam haben wir bereits an interessanten Problemen gearbeitet und dabei unser sich ergänzendes Fachwissen in statistischer Physik und Materialwissenschaften verbunden. Deswegen war es nur logisch für ein Jahr an die FAU zu kommen.

Ich möchte ein persönliches Detail mit Ihnen teilen: Meine Mutter wurde tatsächlich in Nürnberg geboren, auch wenn sie nicht lange dort lebte, da meine Großeltern nach ihrer Geburt schnell nach Düsseldorf gezogen sind. Deswegen bis ich besonders froh in einer Gegend Zeit zu verbringen, die mit meiner Familiengeschichte verbunden ist.

Wie international bekannt ist die FAU in Ihrem Forschungsgebiet?

Die FAU hat eine starke Reputation auf dem Gebiet der Materialwissenschaften und des Maschinenbaus. Neben Prof. Dr. Zaiser kenne ich auch andere Forschende der FAU, die einen enormen Beitrag zu der rechnergestützten Materialwissenschaft geleistet haben, wie Prof. Dr. Erik Bitzek. Außerdem hatte ich in der Vergangenheit die Chance, Forschende der FAU zu treffen, die im Bereich Biophysik tätig sind, wie Prof. Dr. Ben Fabry und Prof. Dr. Ana‐Sunčana Smith. Hoffentlich werde ich auch mit ihnen zusammenarbeiten können.

Wie finden Sie die Zusammenarbeit der Forschenden an der FAU?

Bis jetzt war die Zusammenarbeit mit allen extrem angenehm. Die Atmosphäre in der Gruppe ist großartig und ich führe sehr interessante Gespräche. Zudem kann ich hier mit einem ehemaligen und sehr brillanten Studenten von mir wieder diskutieren: Dr. Paolo Moretti. Er arbeitet mittlerweile an der FAU.

Was motiviert Sie, Ihre Forschung voranzutreiben?

Zu forschen ist ein fantastischer Job weil er immer neu und anders ist. Es ist ein Privileg seine Zeit damit zu verbringen, Antworten auf offene wissenschaftliche Fragen zu finden, immer mit der Hoffnung etwas zu entdecken, das einen Einfluss auf die Gesellschaft haben könnte.

Welche Interessen verfolgen Sie außerhalb der Wissenschaft? Haben Sie ein Hobby?

Außerhalb der Wissenschaft verbringe ich gerne Zeit mit meiner Familie, lese und – wenn möglich – gehe ich auf Konzerte oder sehe mir ein gutes Stück im Theater an.

Sie haben die Michaeliskirchweih in Fürth besucht, eines der ältesten und größten Straßenfeste in Franken. Wie hat es Ihnen gefallen?

Wir hatten sehr gute Sitzplätze, so dass wir eine sehr gute Sicht auf den Erntedankumzug hatten. Es war eine interessante kulturelle Erfahrung. Leider hat die Sonne nicht geschienen. Aber ich bin ja auch nicht nach Deutschland gekommen, um nach der Sonne zu sehen.

Prof. Dr. Stefano Zapperi (rechts) und seine Familie besuchten gemeinsam mit Prof. Zaiser (links) die Michaeliskirchweih in Fürth. (Bild: FAU/Christina Dworak)

Wie gefällt Ihnen Erlangen und/oder Nürnberg und die Gegend um die beiden Städte?

Die Region ist sehr nett und interessant zu erkunden. Wir möchten in den kommenden Monaten die umliegenden Städte besuchen und wir freuen uns besonders auf die Weihnachtsmärkte!

Möchten Sie noch etwas ergänzen?

Ich möchte ein persönliches Detail mit Ihnen teilen: Meine Mutter wurde tatsächlich in Nürnberg geboren, auch wenn sie nicht lange dort lebte, da meine Großeltern nach ihrer Geburt schnell nach Düsseldorf gezogen sind. Deswegen bis ich besonders froh in einer Gegend Zeit zu verbringen, die mit meiner Familiengeschichte verbunden ist.

Vielen Dank für das Interview, Prof. Dr. Zapperi.

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