Welt der Werkstoffe

Aus der Materialforschung

Klimaschonendere Betone im Fertigteilbau

Die Betonindustrie steht unter hohem Druck, klimaschädliche Emissionen bei der Betonherstellung zu senken. Besonders im Fertigteilbereich fehlen bislang wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen für schnelle Festigkeitsentwicklung. Durch eine physikalisch aktivierbare innovative Materialmischung sollen Betone mit deutlich reduziertem Zementklinkergehalt bei gleicher Performance hergestellt werden.

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Innovative Pulverlackbeschichtung für superhydrophobe Oberflächen

Fast alle technischen Oberflächen sind heutzutage zur Optimierung der Oberflächenfunktionalitäten beschichtet, lackiert oder bedruckt. Pulverlacke weisen gegenüber Nasslacken erhebliche Vorteile auf, da keine umwelt- und gesundheitsgefährdenden Lösemittel emittiert werden und deutlich weniger Abfälle beim Lackierungsprozess anfallen. Im Gegensatz zu lösemittelbasierten Lacken ließen sich bislang allerdings mit Pulverlacken keine wirtschaftlich und technisch nutzbaren Beschichtungen für superhydrophobe Oberflächen mit Selbstreinigungseffekt herstellen.

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Digitalisierte Materialforschung für optimierte hybride Werkstoffe

Hybridwerkstoffe, auch als Multimaterialkombinationen bezeichnet, finden heute vermehrt Einsatz im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt oder im Automobilsektor. Die Vorteile der verschiedenen Werkstoffe werden dabei kombiniert, um besonders leichte und stabile Strukturen zu ermöglichen. Mit Hilfe eines digitalen Zwillings soll zukünftig eine ressourcenoptimierte und zuverlässige Entwicklung von Hybridstrukturen auf Basis individualisierter Fügeverbindungen möglich sein.

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Verbesserte Implantate durch reibungsmindernde und selbstheilende Beschichtungen

Künstliche Implantate sollen im menschlichen Körper möglichst bioverträglich, mechanisch belastbar und lange haltbar sein. Bei natürlichen Gelenken ermöglicht der Gelenkknorpel durch eine sehr wirksame Grenzflächenschmierung eine reibungsarme Beweglichkeit. Implantatbeschichtungen, die die Gleitfähigkeit verbessern und den Abrieb verringern, bieten aussichtsreiche Potenziale, um die Haltbarkeit künstlicher Gelenke deutlich zu steigern.

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Metallorganische Tinten für Elektronik aus dem Drucker

Sogenannte "gedruckte Elektronik" ermöglicht es uns, Elektronik in die verschiedensten Materialien zu integrieren. Diese Technologie gewinnt in unserer vernetzten Welt immer mehr an Bedeutung und kommt schon heute in einer Vielzahl smarter Geräte zum Einsatz, beispielsweise in Smartphones und Fitnesstrackern. Für individualisierbare Elektronik im Kleinserien-Bereich fehlt es allerdings an druckbaren Materialien. Genau hier setzt das Projekt "PrintedSilver" an.

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Jun.-Prof. Dr. Luise Göbel: StimuCrete

Beton ist schon lange viel mehr als ein unscheinbarer grauer Stein. Aus dem ursprünglichen Drei-Stoff-System, bestehend aus Zement, Kies und Wasser, ist ein Hochleistungswerkstoff mit hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf die Tragfähigkeit, Lebensdauer und Widerstandsfähigkeit geworden. Um neuesten Entwicklungen hinsichtlich der Nachhaltigkeit und Gestaltungsfreiheit noch besser gerecht werden zu können, soll der Baustoff durch das Projekt StimuCrete mit innovativen Eigenschaften versehen werden.

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Biogedruckte Gewebe für die Medizintechnik und als Ersatz für Tierversuche

Das Forschungsfeld "Bioprinting" entwickelt sich sehr dynamisch. Die Potenziale zur Herstellung künstlicher Gewebe für den Einsatz in der Medizintechnik und Pharmaforschung sind enorm. Für eine industrielle Anwendung mangelt es aber oftmals an standardisierten Verfahren und Prüfmethoden. Im Projekt werden neue Biotinten erforscht, die in Kombination mit dem Sterolithografieverfahren einen standardisierten Biodruck von Mikrogeweben ermöglichen sollen.

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Sensorik für den sicheren Umgang mit Wasserstoff

Wasserstoff ist ein zentraler Bestandteil der Energiewende und des Europäischen Green Deals für ein klimaneutrales Europa. Für eine nachhaltige Wasserstoffindustrie sind Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte von zentraler Bedeutung. Hierfür ist es erforderlich, Wasserstoff präzise, schnell und kostengünstig nachweisen zu können. Dies gilt sowohl für Gasgemische als auch für Werkstoffe, die mit Wasserstoff in Berührung kommen.

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Jun.-Prof. Dr.-Ing. Daniela Duarte Campos: BlindZero

Hornhautschäden als Folge von Verletzungen, Infektionen oder erblichen Hornhautdefekten können Schmerzen, verschwommenes Sehen und schließlich Blindheit verursachen. Wenn Hornhautschäden und Sehstörungen nicht mit nicht-invasiven Behandlungen wie Augentropfen, Antibiotika und entzündungshemmenden Medikamenten korrigiert werden können, sind Hornhauttransplantationen die ultimative Behandlungsoption.

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Programmbroschüre Mat2Twin

Förderbekanntmachung "Experiment!Material"

Mit "Experiment!Material" fördert das BMFTR mutige Ideen in der Material- und Werkstoffforschung. Ziel ist es, hochriskante und disruptive Forschungsansätze zu erproben, die das Potenzial für grundlegend neue technologische Entwicklungen haben. Die Maßnahme schafft Freiräume für innovative Experimente, aus denen langfristig neue Anwendungen und Verfahren entstehen können.

vollständigen Text auf bmftr.bund.de lesen

Weitere Infos und Dokumentvorlagen

Videotrailer Mat2Twin

Bürgerumfrage zur Materialforschung

© BMBF

Infoverteiler Werkstofftechnologien

Falls Sie Interesse an aktuellen Informationen im Kontext der Materialforschungsförderung des BMFTR haben (beispielsweise zu Veranstaltungen und Förderbekanntmachungen), können Sie sich für den Infoverteiler Werkstofftechnologien anmelden.

Kompetenzkarten

Wer forscht in Deutschland im Bereich neuer Werkstoffe und der Nanotechnologie? Welche Unternehmen sind aktiv in diesen Schlüsseltechnologien? Wo finde ich passende Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten? Infos und Ansprechpartner finden Sie in unseren internetgestützten Kompetenzkarten.

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