Materialwissenschaften

Stoffstrom, Kunststoffrezyklat, Langzeiteigenschaft… Die Kunststoffindustrie soll praktikable Lösungen zu entwickeln, um den Anteil von Rezyklaten in anspruchsvollen technischen Anwendungen zu erhöhen. Auch gesetzliche Vorgaben treiben diese Entwicklung voran. Dennoch sind potenzielle Anwender oft skeptisch, selbst wenn Rezyklate nur teilweise eingesetzt werden. Um diese Bedenken zu adressieren, startet das Fraunhofer LBF gemeinsam mit Partnern ein neues industrielles Verbundprojekt. Ziel ist es, gezielte Analysen für ausgewählte, verfügbare Stoffströme durchzuführen, damit Anwender die Additivierung und das Compounding maßgeschneidert vornehmen können. Ein kostenfreier Online-Vortrag…

Umweltfreundliche Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen lassen sich nach Gebrauch recyclen. Ihre Belastbarkeit lässt sich verbessern, indem man sie mit anderen Thermoplasten mischt. Um optimale Eigenschaften zu erzielen, kommt es jedoch auf die Grenzflächen in diesen Mischungen an. Ein Team der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat nun an BESSY II untersucht, wie sich mit einem neuen Verfahren aus zwei Grundmaterialien thermoplastische „Blends“ mit hoher Grenzflächenfestigkeit herstellen lassen: Aufnahmen an der neuen Nanostation der IRIS-Beamline zeigten, dass sich dabei nanokristalline…

Kaum eine andere chemische Substanz kann es mit ihnen aufnehmen, so einzigartig sind ihre Eigenschaften: PFAS. Entsprechend schwer sind die Jahrhundertgifte zu ersetzen, die sich in der Umwelt anreichern und nicht mehr abbauen. Einem Team am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM ist es gelungen, Lösungen zu entwickeln, die auch für die Medizintechnik große Chancen bieten, PFAS gezielt zu substituieren. Das geplante Verbot der Nutzung von per- und polyfluorierter Alkylsubstanzen, kurz PFAS, in der Europäischen Union wirkt sich gravierend…

Kleine Tropfen, große Wirkung: Regen kann auf Dauer die Oberflächen von Rotorblättern beschädigen, die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit von Windenergieanlagen können sinken, vor allem auf See. Durch die Entwicklung innovativer Reparaturlösungen wollen Wissenschaftler:innen aus Mitgliedseinrichtungen der U Bremen Research Alliance die Lebensdauer der Rotorblätter verlängern. Forschungsteam begutachtet einen Prüfkörper. Foto: Jens Lehmkühler / U Bremen Research Alliance Man kann sich den Prüfstand im Technikum des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES in Bremerhaven wie eine große Duschkammer vorstellen. Nur kommt das Wasser statt…

Mithilfe modernster Mikroskopie- und Simulationstechniken konnte ein internationales Forschungsteam erstmals beobachten, wie gelöste Elemente neue Korngrenzphasen bilden. Mit modernsten Mikroskopie- und Simulationstechniken hat ein internationales Forscherteam systematisch beobachtet, wie Eisenatome die Struktur von Korngrenzen in Titan verändern. Dabei erlebten sie eine Überraschung: „Eisenatome lagern sich nicht nur an die Grenzfläche an, sondern bilden völlig unerwartete käfigartige Strukturen“, erklärt Prof. Dr. Christian Liebscher vom Research Center Future Energy Materials and Systems der Universitätsallianz Ruhr. Ein solches Verhalten hatten die Forscher nicht…

Forschende des KIT stellen Metamaterial her, das sich anders dehnt und staucht als herkömmliche Materialien. Metamaterialien sind künstlich entwickelte Materialien: Ihre Bausteine funktionieren wie Atome, haben aber besondere optische, elektrische oder magnetische Eigenschaften. Entscheidend für die Funktion ist die Wechselwirkung zwischen den Bausteinen: Bislang war diese meist nur mit unmittelbar benachbarten Bausteinen möglich. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein mechanisches Metamaterial entwickelt, mit dem sich Wechselwirkungen auch über größere Entfernungen im Material auslösen lassen. Das Material könnte…

… und thermische Nachbehandlung von flexiblem Ultradünnglas. Ultradünnglas bietet großes Potenzial für moderne High-Tech-Anwendungen. Trotz seiner überlegenen Eigenschaften im Vergleich zu Polymerfolien, hat sich der Werkstoff bislang auf dem Massenmarkt noch nicht durchgesetzt. Ein zentrales Hindernis ist seine glastypische Neigung zu Sprödbruch, die Anpassungen entlang der gesamten Prozesskette erfordert. Eine solche Prozesskette steht am Fraunhofer FEP in Dresden ab sofort für Machbarkeitsuntersuchungen bis hin zum Pilotierungs-Maßstab für innovative Fragestellungen von der Reinigung bis zur skalierten in-line Sputterbeschichtung zur Verfügung. Prozesskette…

Neues Forschungsprojekt entwickelt nachhaltige Lösungen. Mit dem offiziellen Start des Forschungsprojekts RCPoroGipsWandPutz setzt das WIR!-Bündnis „Gipsrecycling als Chance für den Südharz“ seine Arbeit fort. Ziel des Projekts ist die Entwicklung nachhaltiger Bauprodukte aus Porenbeton-Brechsand und Gips. Diese innovative Kombination soll den Einsatz von Primärgips in der Bauwirtschaft minimieren und Porenbetonabbruch sinnvoll verwerten. Der Großteil des in der Bauindustrie verwendeten Gipses stammt bisher aus Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA-Gips), einem Nebenprodukt der fossilen Energiegewinnung. Doch mit der Energiewende und dem Ausstieg aus fossilen Brennstoffen…

Herkömmliche Katalysatoren für die Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse beinhalten in der Regel Edelmetalle und sind teuer. Mittlerweile sind aber auch günstigere Alternativen bekannt, zum Beispiel Cobalt-Mangan-Katalysatoren. Sie haben eine hohe Aktivität und sind über lange Zeit stabil. Entscheidend dafür ist der Mangan-Anteil. Warum das so ist, war lange unklar. Den Mechanismus haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum, der Max-Planck-Institute für Nachhaltige Materialien und für Chemische Energiekonversion, des Forschungszentrums Jülich und der Universität Duisburg-Essen entschlüsselt. Sie berichten über die Ergebnisse in der Zeitschrift…

Materialforschende haben einen neuen Verbundstoff geschaffen, der zwei unvereinbare Eigenschaften auf sich vereint: er ist steif und trotzdem stark dämpfend. In Kürze Vibrationen schaden Maschinen und Gebäuden, Lärm ist störend und ungesund. Deshalb braucht es dämpfende Materialien, die zugleich steif sind. ETH-Materialforschende haben basierend auf Simulationen eine neue Klasse von Verbundmaterialien entwickelt, die beide Eigenschaften auf sich vereinen. Diese Materialien bestehen aus Schichten eines steifen Werkstoffs und superdünnen Polymerschichten. Ein Kompressor brummt, eine Klimaanlage scheppert, das Fahrgestell eines Eisenbahnwagons rattert…

Korrosion ist ein alltäglicher Prozess, der die Lebensdauer von Materialien erheblich beeinflusst. Er beeinträchtigt die Stabilität und die Eigenschaften von Metallerzeugnissen und stellt eine große Herausforderung in verschiedenen Industrien dar. Eine gründliche Prüfung von Bauteilen ist unerlässlich, um die Produktlebensdauer und Zuverlässigkeit unter realen Bedingungen im Vorfeld zu bewerten. Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben eine neue Salzpaste kreiert. Sie kann für diverse Testszenarien individuell angepasst werden und liefert vergleichbare Ergebnisse wie der traditionelle Salzsprühtest, der…

Fachleute zu Besuch im Hanflabor der Hochschule Merseburg. Hanf gehört zu den ältesten Nutz- und Heilpflanzen der Erde und bietet Potenzial für vielseitige Anwendungsbereiche. Alle Bestandteile – von Blüten über Samen bis hin zu Stängeln – können sinnvoll eingesetzt und vollständig zu biologisch abbaubaren Produkten verarbeitet werden. Um diese Möglichkeiten vollumfänglich zu ermitteln, forscht die Hochschule Merseburg intensiv an den Nutzungspotenzialen von Hanf. Um am Wissensvorsprung und der Praxiserfahrung der Hochschule Merseburg teilzuhaben, kam im September eine albanische Delegation, bestehend…

Fossile Kieselalgen könnten zukünftig der Siliziumgewinnung dienen. Die HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen erforscht in Kooperation mit der Universität Oran in Algerien die Eignung fossiler Algen als Rohstoff für Solarzellen. Diese Algen finden sich in sogenanntem Kieselgur, auch bekannt als Diatomit. Dabei handelt es sich um eine weiße sedimentierte Substanz, die zu großen Teilen aus den Schalen abgestorbener fossiler Kieselalgen besteht. Bisher findet dieser vielfältig einsetzbare Stoff, der seit Beginn des 19. Jahrhunderts auch in Norddeutschland abgebaut…

Weitverbreitete Hautkrankheiten wie Schuppenflechte oder Neurodermitis sind schwierig zu behandeln. Empa-Forschende haben gemeinsam mit einem Industriepartner eine innovative Lösung gefunden: Nanokeramik-Sterne setzen winzige Hautwunden und erlauben Nukleinsäure-Molekülen an ihren Wirkungsort zu gelangen. Wenn Materialwissenschaftler in die Sterne blicken, können sie unter Umständen die Zukunft erkennen – und zwar dann, wenn es um Sterne aus Nanokeramik geht. Empa-Forscher in Dübendorf und Thun entwickeln gemeinsam mit dem Industriepartner Aldena Therapeutics innovative Behandlungsverfahren für weit verbreitete Hautkrankheiten. Das Team setzt auf nanokeramische Sterne,…

Mit pflanzlichen Extrakten Papieroberflächen funktionalisieren. Umweltschädliche Kunststoffabfälle haben in Deutschland in den letzten Jahren kontinuierlich zugenommen. Besonders viel Müll entsteht durch Verpackungen. Auf pflanzlichen Inhaltsstoffen basierende Beschichtungen für Papierverpackungen könnten künftig für nachhaltigen Ersatz sorgen. Im Projekt BioPlas4Paper konnten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST gemeinsam mit Partnern mithilfe eines Beschichtungsverfahrens, der Plasmapolymerisation, auf Pflanzenstoffen basierende wasserabweisende Barriereschichten auf Papier erzeugen und so die Beständigkeit des Werkstoffs gegenüber Witterungseinflüssen verbessern. Verpackungen aus Kunststoff sind nach wie vor ein…

… durch Forschung am Fraunhofer WKI. Der Herbst ist da und mit zunehmendem Wind steigen die Erträge in der Windenergie. Diese umweltfreundliche und erneuerbare Art der Energiegewinnung schafft Arbeitsplätze in Deutschland und fördert technologische Innovationen. Windenergie verringert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und globalen Lieferketten. Forschende am Fraunhofer WKI entwickeln Lösungen, die die Inspektion von Rotorblättern erleichtern. Völlig neue Recyclingverfahren, die am Fraunhofer WKI entwickelt werden, verfolgen das Ziel einer möglichst hochwertigen stofflichen Verwertung. Die Arbeiten der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler…