Hightech-Werkstoffe im Team entwickeln

Als Schlüsseltechnologie kann die Materialforschung vielfältige Innovationen stimulieren. Durch den Innovationscluster „Multifunktionelle Materialien und Technologien MultiMaT“ soll in Bremen ein international anerkannter Kompetenzraum zu multifunktionalen Werkstoffen entstehen.

Solche intelligenten Materialien und Anwendungen sind die Grundlage für Innovationen in der Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Medizintechnik oder der Energiegewinnung. „Der Wissensaustausch ist ein Gewinn für alle Beteiligten“, erklärt Professor Ulrich Buller, Forschungsvorstand der Fraunhofer-Gesellschaft. Die Fraunhofer-Gesellschaft als größter europäischer Anbieter von Dienstleistungen in Forschung und Entwicklung unterstützt diese Vernetzung und hat bereits elf Innovationscluster in Deutschland gegründet. Ausgangspunkt für die Förderung der regionalen Zusammenarbeit ist der „Pakt für Forschung und Innovation“, den Bund und Länder gemeinsam mit den großen Forschungsorganisationen 2005 geschlossen haben.

„In den Fraunhofer-Innovationsclustern kooperieren Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft, Staat und Gesellschaft in räumlicher Nachbarschaft. Von den neuen Infrastrukturen sollen Impulse ausgehen, um die Wirtschaft im internationalen Wettbewerb zu stärken“, ergänzt Buller.

„Bremen ist ein Standort mit hoher technologischer Kompetenz. Hier sind viele Branchen ansässig. Die Luft- und Raumfahrt, mobile Technologien, Life Sciences, Biotechnologie und Logistik sind hervorragend aufgestellt. Es werden Autos, Schiffe und Windenergieanlagen gebaut“, betont Bremens Bürgermeister und Präsident des Senats, Jens Böhrnsen. „Ziel des Clusters ist es, die Standortvorteile zu stärken. Alle diese Branchen profitieren von Entwicklungen in der Materialforschung.“

Um die gute Position zu festigen, sind gezielte Forschungsanstrengungen und eine enge Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft im Cluster notwendig. „Dies sichert den innovativen Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil und schafft hochqualifizierte Arbeitsplätze. MultiMat hat deshalb eine Vorbildfunktion für weitere Kooperationen“, ergänzt Dr. Matthias Fonger, Hauptgeschäftsführer der Handelskammer. Mit dabei sind neben dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM und dem Fraunhofer-Center für Windenergie und Meerestechnik CWMT das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), die Universität Bremen, die Airbus Deutschland GmbH und viele weitere Unternehmen wie Daimler AG, ThyssenKrupp Krause GmbH, Hella Fahrzeugtechnik GmbH. Der Innovationscluster wird mit insgesamt 8,1 Millionen Euro zu gleichen Teilen von dem Land Bremen, dem Firmenkonsortium und der Fraunhofer-Gesellschaft über vier Jahre finanziert.

An Materialien werden höchste Ansprüche gestellt. Sie sollen leicht, aber gleichzeitig belastbar sein. Sie müssen extremen Temperaturen standhalten, korrosionsbeständig sein und sie sollen nach Bedarf auch vielfältige Funktionen haben. Die Eigenschaften der Werkstoffe bestimmen wesentlich Form und Funktion vieler Produkte. Materialien können für ihre Einsatzbereiche „maßgeschneidert“ werden. Diese zunehmende Spezialisierung erfordert eine enge Zusammenarbeit vieler Fachbereiche. „Die Partner im Cluster MultiMaT haben sich vorgenommen, die Integration von Sensorik in Werkstoffe, die Verbindungstechnologien von neuen Materialien und langzeitbeständige funktionelle Oberflächen voranzutreiben“, beschreibt Prof. Matthias Busse, Institutsleiter des IFAM die Arbeitsschwerpunkte des Netzwerks.

Beispielsweise integrieren die Forscher winzige Sensoren und Aktoren in Werkstoffe und ermöglichen damit „intelligente“ Materialien. Solche multifunktionellen Werkstoffe erhöhen die Sicherheit in Windkraftanlagen, Autos, Flugzeugen und Spaceshuttles, denn sie melden beispielsweise, wenn ein Bauteil ersetzt werden muss. Auf hoher See müssen Windräder zuverlässig Wind und Wetter, Salzwasser und Brandung trotzen. Das Material muss sehr robust sein und selber melden, wenn ein Bauteil defekt ist, um den Wartungsaufwand zu reduzieren.

Außerdem entwickeln die Partner neuartige Oberflächen, die sich selbst reinigen oder vor Vereisung schützen. Funktionelle Oberflächen können in Krankenhäusern dazu beitragen Verunreinigungen durch Keime zu vermeiden. Entscheidende Voraussetzung für die Verwendung neuer Werkstoffe sind die Fügetechnologien. Hier suchen die Experten nach Lösungen, um verschiedene neuartige Materialien zu verbinden und die Voraussetzung für leichte komplexe und zukünftige auch „intelligente“ Bauteile und Systeme zu schaffen.

Ansprechpartner für Medien

Marion Horn Fraunhofer-Gesellschaft

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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.

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