Hiring PhD Candidate in Materials Science & 3D Printing in Heidelberg

Die Forschungsgruppe für Funktionelle Materialien an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg ist Teil des Sonderforschungsbereichs 1605 „N-Heteropolyzyklen als funktionale Materialien“, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Unser internationales Team aus 12 Wissenschaftler:innen arbeitet an der Entwicklung neuer, nachhaltiger Materialien für Anwendungen in der additiven Fertigung, der flexiblen Elektronik und der Sensorik. Wir kooperieren dabei mit Partnern aus der Industrie (u. a. BASF, Evonik, Formlabs) sowie mit Forschungsgruppen in Frankreich, Japan und den USA, um Forschungsergebnisse direkt in praxistaugliche Anwendungen zu überführen.

Im Rahmen des genannten Sonderforschungsbereichs schreiben wir zwei Promotionsstellen im Bereich Materialwissenschaft und 3D-Druck aus. Die Stellen sind auf drei Jahre befristet (gemäß § 2 WissZeitVG) und sollen am 1. November 2024 besetzt werden, ein späterer Einstieg ist nach Absprache möglich. Wir richten uns an wissenschaftlich neugierige Promovierende mit praktischer Erfahrung in der Materialentwicklung und additiven Fertigung, die eigenverantwortlich an der Erschließung neuer Materialklassen für den 3D-Druck arbeiten möchten.

Zu Ihren Kernaufgaben gehören:
1. Entwicklung und Optimierung von Tintenformulierungen auf Basis von N-Heteropolyzyklen für die 3D-Druckverfahren Extrusions- und Photopolymerisationsdruck, inklusive Anpassung der Rheologie und der Aushärteeigenschaften, um eine Schichtauflösung von ≤ 50 µm und eine Zugfestigkeit von ≥ 30 MPa zu erreichen.
2. Charakterisierung der strukturellen, optischen und elektronischen Eigenschaften der entwickelten Materialien mittels etablierter und moderner Analysemethoden: Röntgenbeugung (XRD), Raman-Spektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (SEM), UV-Vis-Spektroskopie sowie Vier-Punkt-Messungen zur Leitfähigkeitsbestimmung.
3. Modellierung der Materialeigenschaften mithilfe von Simulationssoftware (Gaussian, Materials Studio) und selbst geschriebener Python-Skripte zur Vorhersage des Verhaltens während des Druckprozesses und der Leistung in der Zielanwendung.
4. Durchführung von Druckversuchen auf kommerziellen 3D-Drucksystemen (Formlabs Form 3, Ultimaker S5) und Optimierung der Druckparameter (Düsentemperatur, Belichtungsleistung, Druckgeschwindigkeit) zur Senkung der Fehlerquote auf < 5 %.
5. Dokumentation aller Versuche und Ergebnisse in elektronischen Laborbüchern, Erstellung von Zwischen- und Abschlussberichten für den Sonderforschungsbereich sowie Verfassung von mindestens zwei wissenschaftlichen Publikationen für peer-reviewte Fachzeitschriften (z. B. Advanced Materials, ACS Applied Materials & Interfaces).
6. Präsentation der Forschungsergebnisse auf mindestens einer internationalen oder europäischen Fachkonferenz pro Jahr, inklusive Vorbereitung von Postern und Vorträgen.
7. Zusammenarbeit mit Projektpartnern aus Industrie und Wissenschaft, inklusive Austausch mit Arbeitsgruppen in Japan und Frankreich im Rahmen von gemeinsamen Experimenten und Arbeitsbesuchen (Reisekosten werden vollständig übernommen).
8. Betreuung von 1–2 Master- oder Bachelorand:innen bei der Durchführung von Versuchen und der Erstellung ihrer Abschlussarbeiten, inklusive regelmäßiger Feedbackgespräche und Unterstützung bei der wissenschaftlichen Arbeit.
9. Mitwirkung an der Organisation von internen Workshops und den halbjährlichen Treffen des Sonderforschungsbereichs, inklusive Vorstellung der eigenen Fortschritte und Beitrag zur Erstellung von DFG-Berichten.

Das Arbeitsumfeld ist geprägt von interdisziplinärer Zusammenarbeit, flachen Hierarchien und der Möglichkeit, eigene Forschungsideen eigenverantwortlich umzusetzen. Die Arbeitssprache im Team ist Englisch, wir bieten jedoch kostenlose Deutschkurse für internationale Mitarbeiter:innen an. Flexible Arbeitszeiten und die Möglichkeit von bis zu zwei Tagen Homeoffice pro Woche (sofern keine Laborarbeiten anstehen) ermöglichen eine gute Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben. Das Team organisiert regelmäßig gemeinsame Ausflüge, Gastvorträge von internationalen Forscher:innen und Teilnahmen an lokalen Wissenschaftsfestivals. Die Universität Heidelberg bietet zudem Zugang zu einer modernen Bibliothek, einem Sportzentrum mit vergünstigten Mitgliedschaften und einer Mensa mit günstigen Verpflegungsangeboten. Unsere Labore sind mit modernster Analysetechnik ausgestattet, zudem haben wir Zugang zu den Großgeräten des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) für spezielle Messungen.

Sie haben einen Masterabschluss in Materialwissenschaft, Chemie, Physik, Physiko-Chemie oder einer verwandten naturwissenschaftlichen Fachrichtung, der entweder bereits abgeschlossen ist oder spätestens zum Einstiegsdatum validiert wird. Praktische Erfahrung in der Synthese von Polymeren oder Funktionsmaterialien sowie erste Erfahrungen mit 3D-Druckverfahren sind von Vorteil. Sie beherrschen Englisch auf mindestens B2-Niveau (C1 bevorzugt), Deutschkenntnisse sind hilfreich, aber nicht verpflichtend. Sie verfügen über Grundkenntnisse in der Datenanalyse, idealerweise haben Sie bereits mit Python und Auswertungssoftware wie Origin oder GraphPad Prism gearbeitet. Eigenverantwortliche, sorgfältige Arbeitsweise, wissenschaftliche Neugier und die Fähigkeit, in einem internationalen Team zu arbeiten, runden Ihr Profil ab.

Wir erwarten sichere Kenntnisse im Umgang mit mindestens einer der folgenden Techniken: XRD, SEM, Raman-Spektroskopie, UV-Vis-Spektroskopie. Erfahrung mit Simulationssoftware für Materialeigenschaften (Gaussian, Materials Studio) sowie mit kommerziellen 3D-Drucksystemen ist von Vorteil. Sie sollten zudem sicher mit gängiger Office-Software und Auswertungsprogrammen umgehen können, Kenntnisse in Projektmanagement-Tools wie Jira oder Confluence sind hilfreich.

Die Stelle wird nach Tarifvertrag TV-L E13 vergütet, je nach Qualifikation und Vorerfahrung zu 50 % oder 75 % der Regelarbeitszeit. Dies entspricht einem monatlichen Bruttogehalt zwischen 2.800 € und 3.800 €. Die Universität übernimmt 100 % der Kosten für die gesetzliche Kranken-, Renten- und Unfallversicherung. Wir übernehmen zudem alle Kosten für die Teilnahme an Fachkonferenzen, Arbeitsbesuche bei Projektpartnern und Fortbildungen im Bereich Wissenschaftskommunikation, Projektmanagement und Karriereplanung. Nach erfolgreichem Abschluss der Promotion besteht bei entsprechender Leistung die Möglichkeit einer einjährigen Verlängerung als Postdoc in unserer Gruppe, sofern Drittmittel zur Verfügung stehen.

Mit der Promotion erwerben Sie einen international anerkannten Doktorgrad in Materialwissenschaft oder Chemie, der Sie für Tätigkeiten in der industriellen Forschung und Entwicklung (z. B. bei BASF, Bosch, Tesla) oder für eine akademische Laufbahn (Postdoc, Juniorprofessur) qualifiziert. Unser Netzwerk aus Partnern in Industrie und Wissenschaft ermöglicht Ihnen den Aufbau von Kontakten für Ihre weitere Karriere. Regelmäßige Karriereworkshops mit ehemaligen Promovierenden des Teams, die heute in führenden Unternehmen und Universitäten weltweit tätig sind, geben Ihnen Einblicke in mögliche Berufspfade und unterstützen Sie bei der Vorbereitung Ihrer Bewerbungsunterlagen.

Bitte senden Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen bis zum 30. September 2024 per E-Mail an [email protected]. Dazu gehören ein ausführlicher Lebenslauf, Kopien der Masterzeugnisse und -noten, eine einseitige Motivationsschreiben, in dem Sie Ihre einschlägigen Forschungserfahrungen und Ihre Motivation für das Projekt darlegen, sowie die Kontaktdaten von zwei akademischen Referenzpersonen. Nach Sichtung der Unterlagen laden wir geeignete Kandidat:innen zu einem 45-minütigen wissenschaftlichen Vorstellungsgespräch ein, gefolgt von einem informellen Austausch mit Mitgliedern des Forschungsteams. Die Ergebnisse des Auswahlverfahrens teilen wir Ihnen innerhalb von zwei Wochen nach dem Vorstellungsgespräch mit. Bei Fragen zur Stelle oder zum Bewerbungsverfahren können Sie sich jederzeit per E-Mail an die oben genannte Adresse wenden.