Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialwissenschaft - ein interdisziplinärer Forschungszweig

Die Materialwissenschaft beschäftigt sich mit Erforschung, Entwicklung, Charakterisierung, Herstellung und Verarbeitung der Werkstoffe.

Materialwissenschaft - die Basis

Es ist eine interdisziplinäre Wissenschaft und umfasst Chemie, Physik, Mineralogie und viele anderen Wissenschaften und beschäftigt sich damit verbunden auch mit Kupfer, Eisen und Stahl. Der Übergang von den natürlichen Werkstoffen, wie Stein, Holz, Elfenbein oder Leder zu den gezielt gewonnenen Werkstoffen wie Kupfer, Stahl oder Eisen. Schon in der Jungsteinzeit, so um 4300 v. Chr., wurden Kupfer, Stahl und Eisen gewonnen. Im Anschluss daran ist der Übergang in die Bronzezeit erfolgt und erst in der Eisenzeit konnte neben Eisen, Stahl und Kupfer auch Aluminium hergestellt werden - mit dem Hall-Héroult-Prozess. Lange haben sich die Materialwissenschaften fast nur für die metallischen Werkstoffe, wie Eisen, Kupfer oder Stahl interessiert, doch seit der Beton wiederentdeckt worden ist, hat sich dies geändert. Obwohl dann später auch die ersten produzierten Kunststoffe für ein breites Publikum interessant wurden, die in Massenfertigung produziert worden sind, blieben Eisen, Kupfer und Stahl weiterhin von den Materialwissenschaften erforscht.

Die ersten Metalle und die alten Zeiten

Kupfer, Stahl und Eisen waren einige der ersten Metalle, die von der Menschheit in der Entwicklung kennen gelernt worden sind. Kupfer lässt sich sehr unkompliziert verarbeiten. Deswegen war Kupfer schon vor 10.000 Jahren bei den ältesten Kulturen, die man kennt, gerne verwendet. Die Epoche des weiträumigen Gebrauchs vom Kupfer (5. bis 3. Jahrtausend vor Christus) nennt sich Kupferzeit. In der Alchemie assoziieren die Anhänger das Kupfer mit Venus, als Symbol der Weiblichkeit. Sogar die ersten Spiegel wurden aus Kupfer hergestellt. Der größte Hersteller vom Kupfer vor der Industrie war das Römische Reich. Kupfer ist noch heute ein sehr beliebtes Material.

Stahl - stabil und zuverlässig

Mit Stahl sammelt die Menschheit schon lange praktische Erfahrung, denn Stahl wird mit seinen stabilen Eigenschaften, wie Festigkeit, Korrosionsverhalten und die gute Schweißeignung sehr gerne in der Technik verwendet. Es ist viel stabiler als Kupfer. Im europäischen Register vom Stahl findet man mehr als 2.300 Sorten vom Stahl. Kohle und Stahl haben über einen sehr langen Zeitraum die Hauptsäulen der Schwerindustrie gebildet und waren so die Grundlage für die politische Macht der Staaten. Stahl wird als die Eisen Kohlenstoff-Legierung definiert, mit weniger als 2,06 % Kohlenstoff. Stahl bzw. Eisen ist 7,85-7,87 g/cm3 dicht. Stahl schmilzt bei einer Temperatur, die bis zu 1.536°C hoch sein kann und hält dadurch viel höhere Temperaturen aus als Kupfer. Die erste Herstellung von Stahl wurde im 1. Jahrtausend v. Chr. datiert - viel später, als Kupfer. Stahl ist auch im Sinne der Ökologie ein schonendes Material, weil man Stahl fast ohne Qualitätsverlust unbegrenzt wieder nutzen kann.

Eisen - von Dekoration zur allgemeinen Nützlichkeit

Die erste Nutzung von Eisen wurde mit etwa 4000 v. Chr. in Ägypten dokumentiert. Es war ein gediegenes Eisen und es diente zur Dekoration und Anfertigung von Speerspitzen. Es ist für solche Zwecke besser geeignet gewesen als Stahl oder Kupfer. Später findet man verhüttetes Eisen in Mesopotamien, und Ägypten, welches aber nur zur zeremoniellen Nutzung gedacht war. Vielleicht entstand Eisen als Nebenprodukt der Bronzeherstellung. In den Jahren 1600 bis 1200 v. Chr. hat man immer mehr auf Eisen gezählt, eril die Hethiter eine Methode zur Herstellung von Eisen entwickelt haben. Eisen ist vermutlich neben Nickel ein Hauptbestandteil des Erdkerns. Eisen gewinnt man durch die chemische Reduktion der Eisenerze mit Kohlenstoff. Das Eisen wird, im Gegensatz zu Stahl oder Kupfer, im Hochofen gewonnen.

Materialwissenschaften

Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung - d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung - von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Artikel über die Materialentwicklung und deren Anwendungen, sowie über die Struktur und Eigenschaften neuer Werkstoffe.

News zu Materialwissenschaften:

Seite anfang | 586 | 587 | 588 | 589 | 590 | ende

Neuentwickeltes Polymer wechselt temperaturabhängig zwischen dem Status farbig und transparent

Abhängig von der Temperatur wechselt Polymer zwischen farbig und transparent Japanische Forscher haben ein Polymer entwickelt, das in Abhängigkeit von Umweltveränderungen zwischen dem Status gefärbt und transparent variieren kann. Das intelligente Material, kreiert von Ryojiro Akashi in Zusammenarbeit mit Fuji Xerox in Kanagawa wandelt auf Spuren der Natur. Auch Tiere wie Tintenfische und Kraken steuern zum Schutz oder zur Verteidigung das Pigementierungsmuster ihrer Haut. D 09.01.2003 | nachricht Nachricht

Neuer optischer Aufheller spart Zeit, Wasser und Energie

Ultraphor TC flüssig der BASF Aktiengesellschaft benötigt nur einen Verarbeitungsschritt - Spitzenweiß und hochbrillant - Bis zu fünf Stunden schneller - Geringerer Energie- und Wasserverbrauch - Hohes Qualitätsniveau Die BASF, Ludwigshafen, hat ihre Palette der optischen Aufheller noch effizienter gemacht. Das neue Ultraphor® TC flüssig wurde speziell für Polyester/Cellulose-Mischungen entwickelt. Es verkürzt den traditionellen Aufhellungsprozess um 45 Prozent u 08.01.2003 | nachricht Nachricht

Computer program reveals optimum microstructure for new materials

Technique could help bring efficiency of biology to man-made materials A Princeton chemist has developed a general mathematical system for designing materials that perform two functions at once, even when the desired properties sometimes conflict with each other. Salvatore Torquato and colleagues used computers to calculate the optimum structure for any material that is a composite of two substances with differing properties. The achievement is the first simple example of a 07.01.2003 | nachricht Nachricht

Hochleistungskunststoff Ultrason® weiter verbessert

Polysulfone und Polyethersulfone der BASF mit neuen Eigenschaften BASF hat ihr Ultrason®-Sortiment um einige Produkte mit neuen Eigenschaftskombinationen erweitert. Die neuen Ultrason®-Marken sind leichter entformbar. Neue schwarz eingefärbte Materialien erlauben die Herstellung von hochglänzenden Bauteilen. Und auch die Stabilität gegen UV-Strahlung wurde verbessert. Ultrason® ist der Handelsname für die Hochleistungskunststoffe Polysulfon (PSU) und Polyethersulfon (PES) der BASF. 19.12.2002 | nachricht Nachricht

The possibility of reducing monomer residues in polymers

POLYMAT, the University of the Basque Country’s Institute of Polymer Materials, is helping to solve the problem of contamination of polymers obtained through polymerisation processes involving emulsions. With European funding obtained four years ago, the project on removing monomer residues from polymers was undertaken. POLYMAT has been working in this field with the collaboration of three other universities (from Germany, Greece and Switzerland) as well as three foreign companies. Unfortun 19.12.2002 | nachricht Nachricht

Scientists cook up superfoam that fights back

Researchers at the University of Sheffield have transformed ordinary polyurethane packaging foam into a superfoam that not only refuses to be crushed but also actually increases in thickness when stretched. Under the same stresses conventional foam loses its resilience and its protective qualities, so the superfoam’s benefits for the packaging industry are obvious. The secret lies in a new “cooking” technique and in the cooking oil, which has to be organic; olive oil, for example, will do ni 18.12.2002 | nachricht Nachricht

Leobener Labor macht Baustoffe haltbarer

Leobener Experten haben mit Hilfe von komplexen Computersimulationen einen Weg gefunden, die Lebensdauer von feuerfesten Auskleidungen zu verlängern. Einen Erfolg in der Stahlforschung kann das Leobener Christian Doppler Labor für eigenschaftsoptimierte Baustoffe verbuchen. Längere Lebensdauer für feuerfeste Auskleidungen In Kooperation mit der voestalpine Stahl Linz und Donawitz haben die Leobener Experten einen Weg gefunden, wie man die Lebensdauer von f 18.12.2002 | nachricht Nachricht

Styropor-Ersatzstoff auf Algenbasis

Verpackungen für Fast Food, Elektronikgeräte bis zu Produkten der Fischerei-Industrie Forscher des Verpackungszentrums Graz (VPZ) entwickeln einen Styropor-Ersatzstoff auf Algenbasis. Das fertige Produkt ist nach Gebrauch kompostierbar oder kann mit dem Altpapier recyclet werden. Verpackungen von Elektronikgeräten, Fast Food und frischen Fischen sollen das neue Einsatzgebiet des Alginsulat Schaumstoffs werden. "Das größte Interesse bisher kommt aus China", erklärte Bettina Reichl, zus 18.12.2002 | nachricht Nachricht

Latex means environmentally friendly packaging

For several years, Caisa Andersson has been trying to create a better barrier against moisture and oxygen in our food packaging. On December 20, she will submit her doctoral dissertation at Karlstad University in Sweden. Latex has long been used for various types of surface treatment of paper. In recent years, interest has been focused on the polymer’s characteristic of forming a protective coating on the surface of paper. “Surface treatment is used to create a barrier against mois 17.12.2002 | nachricht Nachricht

Mit Laser und Keramikpartikeln die Blechumformung optimieren

Ein am LZH entwickeltes Verfahren ermöglicht höhere Standzeiten für Umformwerkzeugen. Keramikpartikel werden in die laserinduziert aufgeschmolzene Werkzeugoberfläche eingebracht, die zu einer Produktivitätssteigerung führen. Die Standmenge bzw. die Standzeiten von Umformwerkzeugen werden maßgeblich von deren Werkstoffeigenschaften beeinflusst. Aufgrund der hohen Werkstoffaffinität von Aluminium zu Stahl führt die Umformung von Aluminiumblechen mit Umformwerkzeugen aus Stahl zu Adhäsi 13.12.2002 | nachricht Nachricht
Seite anfang | 586 | 587 | 588 | 589 | 590 | ende

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics