MaterialKOMPASS - NMN, Nano- und Materialinnovationen

MaterialKOMPASS
Das Magazin der Landesinitiative
Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen
HIGHLIGHTS
Mit xpand® kritische
Umformungen meistern
Wirtschaftliche Prozessoptimierung – Modernisierung von Ultraschallprüfsystemen
Nanotechnologie in der
CTA-Ausbildung
Neue Flammschutzbeschichtung
Emtex® L 7420-1 für
Polyamid-Flugzeugteppiche
Mechanical strong and electrically
conductive Nanoyarns
Niedersächsisches Ministerium
für Ernährung, Landwirtschaft,
Verbraucherschutz und Landesentwicklung
© Vogt Ultrasonics GmbH
Ausgabe 01 / 2015 · Schutzgebühr 3 EUR · www.nmn-ev.de
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Inhalt
Landesinitiative NMN ..................................................................................... 4
7. Nano und Material Symposium versammelt namhafte
Experten bei der ROSEN Gruppe in Lingen (Ems)
Salzgitter Flachstahl GmbH.............................................................................. 6
Mit xpand® kritische Umformungen meistern
SOLVAY GmbH............................................................................................ 7
Für leistungsfähige und effiziente Reifen: Efficium® –
Wegweisende hochdispergierbare Kieselsäure von Solvay
VOGT Ultrasonics GmbH................................................................................. 8
Wirtschaftliche Prozessoptimierung – Modernisierung
von Ultraschallprüfsystemen
Sande Stahlguss GmbH ................................................................................. 15
Neuer Stahlguss für effizientere Kraftwerke
Helmholtz-Zentrum Geesthacht ................................................................... 16
Das German Engineering Materials Science Center (GEMS)
des Helmholtz-Zentrums Geesthacht
Dr. Dietrich Müller GmbH .............................................................................. 17
Pertinax – traditionsreiches Material mit neuer Zukunft
Landesinitiative NMN.................................................................................. 17
Nanotechnologie live auf dem Brügerfest in Hannover
am 02.-03.10.2014
SCHOTT AG................................................................................................... 8
SCHOTT Ultra-Thin Glass showcased at Hannover Messe
Landesinitiative NMN ................................................................................. 18
Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen – Veranstaltungsrückblick 2014
Fraunhofer IFAM............................................................................................ 9
Spitzenförderung in Bremen: Chemie-Talente forschen am
Landesinitiative NMN .................................................................................20
NMN Workshops 2015
Fraunhofer IFAM an Zukunftstechnologien
Landesinitiative NMN ................................................................................. 21
Erfolgsfaktor „Gemeinsamkeit“
Leibniz Universität Hannover Laboratorium für
Nano und Quantenengineering..................................................................... 10
Studiengang Nanotechnologie an der Leibniz Universität Hannover
Fraunhofer IPA............................................................................................... 11
Hochfrequenzprüfung von CFK beschleunigt Bauteilentwicklung
Fraunhofer IST................................................................................................ 12
Plasmatechnik modifiziert thermosensible
Oberflächen bedarfsgerecht
Akademie Göttingen...................................................................................... 13
Nanotechnologie in der CTA-Ausbildung
Landesinitiative NMN .........................................................................14
Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen e. V.
begrüßt zwei neue Mitglieder
Weserland GmbH........................................................................................... 14
Neue Flammschutzbeschichtung Emtex® L 7420-1 für
Polyamid-Flugzeugteppiche
TIE GmbH / Okayama University....................................................................22
Mechanical strong and electrically conductive Nanoyarns
Zoz Group ......................................................................................................23
Umweltminister Remmel und Wirtschaftsminister
Duin im Zoz Technology Center
Nanokomp Innovationsverbund..................................................................... 24
Niedersächsischer Innovationsverbund – Nanostrukturierte
Kompositmaterialien (NANOKOMP)
Particular GmbH / Universität Duisburg-Essen.................................25
Ligandenfreie Nanopartikel: Herstellung und Nutzen in
Medizinprodukten und Katalysatoren
Landesinitiative NMN....................................................................................26
8. Nano und Material Symposium Niedersachsen findet am
25. + 26. November 2015 mit den Kooperationspartnern der
Salzgitter AG und der Volkswagen AG statt
Impressum
Die Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (NMN) ist eine Partnerplattform zur Steigerung der Innovationsfähigkeit und der gezielten Zusammenarbeit
zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik. Die Landesinitiative NMN wird durch das
niedersächsische Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr gefördert und bündelt niedersächsische Kompetenzen im Bereich der Neuen Materialien, Oberflächen und des Leichtbaus. Als Impulsgeber treibt die Landesinitiative NMN gezielt den Wissens- und Technologietransfer voran und bietet seinen Mitgliedern erweiterte Möglichkeiten, u. a. durch gezielte
Fachinformationen und Unterstützung chancenreicher Nano- und Materialthemen, erweiterte Zugänge zu neuen Märkten durch innovative Produktentwicklung sowie die Zusammenführung relevanter Akteure.
Werden auch Sie Mitglied und profitieren Sie von den Mehrwerten einer aktiven Gemeinschaft. Nehmen Sie mit uns Kontakt auf!
Herausgeber: NMN e. V. · c/o innos - Sperlich GmbH
Bürgerstraße 44/42 · 37073 Göttingen
Tel. +49 551 49607-0 · Fax +49 551 49607-49
[email protected] · www.nmn-ev.de
Layout/Konzeption: innos - Sperlich GmbH
www.innos-sperlich.de
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mit größtmöglicher Sorgfalt erstellt. Die Redaktion
übernimmt keine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der bereitgestellten Inhalte.
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Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen. Rechte der Bilder der redaktionellen
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Niedersachsen entspricht mit seiner engagierten Politik zugunsten von klein- und mittelständischen Unternehmen sowie angewandten Forschungsinstituten seiner Rolle
als bedeutender Innovationsstandort in Deutschland und Europa.
Mit der Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (NMN) setzt
die Landesregierung seine förderpolitischen Instrumente gezielt für die Weiterentwicklung von Neuen Materialien, des Leichtbaus und der Oberflächen ein. Unsere
niedersächsischen Institute und Unternehmen, insbesondere kleine und mittelständische Akteure, haben den Zielen der Initiative NMN seit ihrem Bestehen durch eine
Fülle von Innovationen entsprochen. Hinzu kommen die erkennbaren Verbesserungen
im nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen und in der Entwicklung energieund ressourceneffizienter Prozesstechnologien.
Die neue Ausgabe des MaterialKOMPASS bestätigt erneut die innovationsfördernde Kraft der Landesinitiative. Die dargestellten Produkte, Verfahren, Dienstleistungen
und Technologien werden die Mitglieder und Partner der Landesinitiative zu weiteren
innovativen Entwicklungen anregen.
Olaf Lies
Niedersächsischer Minister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr
Mit dem hier vorliegenden MaterialKOMPASS zeigen wir erneut eindrucksvoll das Forschungs- und Entwicklungsniveau unserer Mitglieder und Partner.
Die Beiträge demonstrieren ein technisches und technologisches Know-How, das im
internationalen Wettbewerb der Innovationen einen großen Stellenwert hat. Neben
der Präsentation innovativer Produkte und Verfahrenstechniken in unserem Newsmagazin stellen wir fest, dass unser Netzwerk NMN e.V. Mitgliedern und Partnern wertvolle Impulse gibt. Die Dynamik der Entwicklungen im Bereich der Neuen Materialien,
des Leichtbaus, der Oberflächen sowie der Prozesstechnologien erfordern ein professionelles Innovations- und Netzwerkmanagement, dem wir mit unseren Dienstleistungen und Services entsprechen.
Ich gebe Ihnen ein spannendes und anregendes Newsmagazin an die Hand und wünsche dem nunmehr neunten Heft eine breit gestreute Beachtung. Entdecken Sie die
Vielfalt der Neuen Materialien made in Niedersachsen.
Florian W. Haacke
Vorstandsvorsitzender des NMN e. V. und Vorsitzender des Beirates GXC Coatings GmbH
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7. Nano und Material Symposium versammelt namhafte
Experten bei der ROSEN Gruppe in Lingen (Ems)
Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (LI NMN) präsentiert Material- und
Prozessinnovationen unter dem Leitgedanken der Erhöhung von Leistung und Lebensdauer.
Das 7. Nano und Material Symposium am 26 .+ 27. November 2014 bot einen exklusiven Auftakt: die
ROSEN Gruppe in Lingen (Ems) begrüßte die Teilnehmer am 26. November 2014 in seinem ROSEN
Technology & Research Center (RTRC) im emsländischen Lingen. Die ausgebuchte Führung und die
Erläuterungen durch die Herren Rosen boten eine besondere fachliche Tiefe und trugen somit zu
einer gelungenen Auftaktveranstaltung bei.
© NMN e.V.
Florian Haacke, Vorstandvorsitzender des NMN e.V. eröffnete
das 7. NMN Symposium in Lingen (Ems)
Das Symposium begann am zweiten Tag, 27. November 2014, mit der Begrüßung durch Herrn Patrik
Rosen. Er wies darauf hin, dass die Interessen der ROSEN Gruppe und die fachlichen Inhalte des
NMN Symposiums zusammenpassen und die Innovationsleistungen seines Hauses durchaus befördern. Dies bestätigte auch Herr Florian Haacke, Vorstandvorsitzender des NMN e.V., in seiner Rede.
Frau Ingelore Hering, Abteilungsleiterin für Industrie und Maritime Wirtschaft im Niedersächsischen
Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr, betonte die besonderen Stärken Niedersachsens in
den drei Leitthemen der Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen „Neue Materialien“, „Leichtbau“ und „Oberflächen“ in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungsfeldern sowie ihre Bedeutung für niedersächsische Zukunftsfelder, wie z. B. Mobilität, Klima- und
Umweltschutz, Energie, Gesundheit und Sicherheit.
Die anschließenden Plenarvorträge u.a. „Vision oder Illusion: Werkstoffe mit unendlicher Lebensdauer“ von Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp, Hochschule Osnabrück, bereiteten thematisch auf die
insgesamt 18 Fachvorträge vor, die in 3 frei wählbaren Parallel-Sessions geordnet waren ("Neue Materialien", "Leichtbau" und "Oberflächen").
© NMN e. V.
Prof. Dr.-Ing. habil. Ulrich Krupp, Hochschule Osnabrück
Besonders beeindruckend wurde von den Teilnehmer die KeyNote von Herrn Hermann Rosen,
Präsident der ROSEN Gruppe, unter dem Gesichtspunkt, dass er das heute weltweit agierende
Unternehmen gegründet und aufgebaut hat und sich hier als Förderer des Netzwerkes NMN e.V.
sieht, empfunden.
Ergänzt wurden die Vorträge durch eine begleitende Fachausstellung, in der 15 Partner ihre Leistungen und Innovationen präsentierten und demonstrierten. Zu den Ausstellern zählten u.a. Altair
Engineering GmbH, DEMCON Advanced Mechatronics BV, Femto Engineering GmbH und die Ludwig
Nano Präzision GmbH.
© NMN e. V.
Hermann Rosen, Gründer und Präsident der ROSEN Gruppe
© NMN e. V.
Daniela Behrens, Niedersächsische Staatssekretärin für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr, mit Patrik Rosen, ROSEN Gruppe,
(2.v.l.) beim „NMN Junior Contest“ 2014
Eine Besonderheit im Rahmen des NMN Symposiums stellte der Schülerwettbewerb „NMN Junior
Contest“ dar. Der Schülerwettbewerb unter der Schirmherrschaft von Frau Daniela Behrens, Staatssekretärin im Niedersächsischen Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr, stand ganz im Zeichen der Sicherheit und korrespondierte so mit dem Leitthema "Material- und Prozessinnovationen
zur Erhöhung von Leistung und Lebensdauer". Die Aufgabe für die vier gegeneinander antretenden
Schülergruppen Niedersachsens bestand in der Optimierung der Schutzfunktion von Helmen, also
das Erreichen einer bestmöglichen Dämpfung durch intelligente Auswahl von verschiedenen Materialien und deren Positionierung. In der anschließenden Prämierung und Siegerehrung überreichte Frau
Behrens Geldpreise, die es den Schulen ermöglichen sollen neue Aktivitäten anzustoßen oder bereits
laufende Projekte erfolgreich weiter zu bringen.
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Impressionen des 7. Nano und Material Symposium 2014, Lingen (Ems)
© NMN e. V.
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Mit xpand® kritische
Umformungen meistern
Die Entwicklung neuer Leichtbaulösungen im Automobilbau erfordert die Herstellung
immer komplexerer Bauteilgeometrien. Mit xpand® hat die Salzgitter Flachstahl die Mehrphasenstähle so weiterentwickelt, dass sich auch komplexe Bauteilgeometrien prozesssicher herstellen lassen.
Die Entwicklung neuer Leichtbaulösungen im Automobilbau erfordert die Herstellung immer komplexerer
Bauteilgeometrien. Um auch bei kritischen Umformschritten eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten, hat die Salzgitter Flachstahl ihre Mehrphasenstähle weiterentwickelt. Diese neue Generation der
Mehrphasenstähle trägt den Namenszusatz xpand®.
Die Bezeichnung xpand® lehnt sich dabei an das lateinische expandere (= erweitern, ausweiten) an und
steht für ein garantiertes, erhöhtes Lochaufweitungsvermögen der Stähle. Der Lochaufweitungswert λ eines Werkstoffes ist ein Maß für seine Umformbarkeit und Kantenrissempfindlichkeit. Ermittelt wird dieser
im Lochaufweitungstest (DIN ISO 16630). Hierfür wird zunächst ein Loch mit dem Anfangsdurchmesser D0
in eine flache Materialprobe gestanzt. Anschließend wird ein konischer Stempel in das Loch gefahren, bis
sich über der gesamten Blechdicke ein Riss bildet. Der Lochaufweitungswert lässt sich anschließend aus
dem Verhältnis des aufgeweiteten Loches Dd und dem Ausgangsdurchmesser D0 des Stanzloches ermitteln:
λ = Dd-D0
D0
x 100 % .
Die durch erhöhte Lochaufweitung optimierten Umformeigenschaften der xpand® Stähle ermöglichen
das Fertigen komplexerer Bauteilgeometrien. Aufgrund der verringerten Kantenrissempfindlichkeit von
xpand® Stählen kann trotz verringerter Blechdicke das Ausfallrisiko abgesenkt werden. Dies garantiert
beim Kunden die sichere Einstellung der Fertigungsprozesse – auch bei kritischen Umformungen.
Durch die intensive Zusammenarbeit der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH und der Technischen
Kundenberatung mit unseren Kunden hat die Salzgitter Flachstahl diese Werkstoffe konstant weiterentwickelt und verbessert. Damit ist SZFG der einzige Hersteller der mit xpand® für folgende Güten erhöhte
Lochaufweitungswerte garantiert:
Güte HCT600XDxpand® HCT980XDxpand® HCT780CDxpand® ®
SZBS600xpand
Kommunikation
xpand®
Garantierte Lochaufweitung
50 %
20 %
40 %
75 %
Lochaufweittest
Für Ihre Fragen und weitere Informationen stehen Ihnen unsere Technische Kundenberatung oder unsere Mitarbeiter im Verkauf gern zur Verfügung.
Schneidmatrize
Ddd
D0
Salzgitter Flachstahl GmbH
Frank Heidelberger
[email protected]
www.salzgitter-flachstahl.de
1.
Probe
2.
Probe
Stempel
Schneidstempel
Lochaufweitungstest nach DIN ISO 16630 © Salzgitter AG
Probe
Probe
Stempel
Stempel
Riss
Riss
Probe
Probe
3.
3.
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Für leistungsfähige und effiziente Reifen: Efficium® – Wegweisende hochdispergierbare Kieselsäure von Solvay
© SOLVAY GmbH
Die Geschäftseinheit Solvay Silica nutzt die Tire Technology Expo 2015 in Köln zur Vorstellung von
Efficium® hochdispergierbarer Kieselsäure (HDS). Efficium® ist ein innovativer Füllstoff mit signifikanten
Vorteilen für Pkw- und Lkw-Reifen. Das neue Produkt steigert die Produktivität durch eine höhere Durchlaufquote beim Mischen und Extrudieren. Die Reifenfertigung wird durch Kontrolle der Silanisierung und
die Möglichkeiten zur Umformulierung flexibler.
Hochdispergierbare Kieselsäure ist heute ein Maßstab für energiesparende Pkw- und Hochleistungsreifen.
Das richtungsweisende Efficium® HDS greift die Produktivitäts- und Wettbewerbsanforderungen der Reifenindustrie auf. Dabei bleiben wichtige Kerneigenschaften wie Rollwiderstand, Verschleißfestigkeit und
Bodenhaftung (Grip) unbeeinträchtigt. Efficium® erleichtert zudem den Umstieg von Carbon-Black- auf
HDS-Compounds.
„Bei der Entwicklung von Efficium® haben sich unsere F&I-Teams gezielt jenen Einschränkungen gestellt,
die mit dem Einsatz von Kieselsäure verbunden werden“, sagt Jean-Francis Spindler, Research & Innovation Director bei Solvay Silica. „Die Vorteile von Efficium® wurden analysiert und im Industriemaßstab
unter realistischen Bedingungen bestätigt. Anschließend wurden Reifen sowohl für Personen- als auch für
Schwerlastkraftwagen gefertigt und mit aussagefähigen Resultaten auf Probefahrten getestet.“
© SOLVAY GmbH
© SOLVAY GmbH
Das größere Verarbeitungsfenster von Efficium® HDS bietet viele Vorteile: niedrigere Mooney-Viskosität,
geringere Temperaturempfindlichkeit, bessere Dimensionsstabilität beim Extrudieren, längere Lagerfähigkeit der unvulkanisierten Kautschukmischungen. Das Ergebnis: ein vielseitigeres Produkt für eine breitere
Palette von Pkw-, Nutzfahrzeug- und Schwer-Lkw-Anwendungen.
„Bei Lkw-Laufflächenmischungen erreicht Efficium® HDS signifikante Produktivitätssteigerungen. Beim
Mischen und Extrudieren sind es bis zu 30 Prozent, während Rollwiderstand und Verschleißfestigkeit
die Referenzwerte voll erfüllen, wenn nicht sogar übertreffen“, fügt Spindler hinzu. Reifenhersteller sind
Experten im Austarieren gegensätzlicher Kriterien, wie minimaler Rollwiderstand, optimale Nasshaftung
und kostengünstige Produktion. Mit Efficium® müssen sie dabei keine Kompromisse eingehen. Das neue
richtungsweisende HDS ist gezielt auf Produktivität und Leistung ausgerichtet. Es kommt den Anforderungen aller Akteure im Unternehmen entgegen.
„Wir haben die Forderungen der Reifenhersteller nach einer kostengünstigeren und gleichzeitig wettbewerbsfähigen Kieselsäuretechnologie zur Differenzierung ihres Produktangebots verstanden. Dazu haben wir eine innovative Lösung gefunden, die auch anspruchsvolle Anforderungen an Energiesparreifen
und Sicherheit erfüllt. Efficium® HDS erreicht dies mit einer überlegenen Eigenschaftsbalance gegenüber
anderer Kieselsäure oder auf Kieselsäure basierten Produkten“, unterstreicht Christian Léger, Global Business Director bei Solvay Silica. Er fasst zusammen: „Efficium® bietet eine außergewöhnliche und flexible
Antwort auf die globalen Herausforderungen nachhaltiger Mobilität.“ Um der erwarteten Nachfrage aus
der Reifenindustrie zu entsprechen, führt Solvay eigene Tests durch und lässt Efficium® zudem durch
namhafte Reifenhersteller erproben.
SOLVAY GmbH
Dr. Heinz-Joachim Belt
[email protected]
www.solvay.com
8
Wirtschaftliche Prozessoptimierung –
Modernisierung von Ultraschallprüfsystemen
zierbarkeit bei gleichzeitig starkem Kostendruck
gegenüber. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu
sichern ist die Prüfprozess-Optimierung produzierter Bauteile unerlässlich.
Mit der Produktfamilie PROline hat VOGT Ultrasonics eine einfache und kostenbewusste, branchenübergreifende Lösung zur Modernisierung
von kundenseitig bereits vorhandenen Ultraschallprüfanlagen sowie als OEM-Softwarelösung in Verbindung mit kundenseitigen Mechaniken entwickelt.
© Vogt Ultrasonics GmbH
PROlineUSB – Die einfache Lösung zur Modernisierung
vorhandener Ultraschallprüfanlagen
Hersteller kritischer Bauteile sehen sich der Forderung nach kürzesten Lieferzeiten, steigenden
Qualitätsanforderungen und höchster Reprodu-
Durch die Universalität, Adaptierbarkeit und die
offenen Schnittstellen bietet das hierbei eingesetzte hochleistungsfähige PROlineUSB-Ultraschallgerät u.a. ideale Prüfvoraussetzungen für
die Prüfung von Schweißnähten auf Risse und
Volumenfehler, Löt- und Beschichtungsverbindungen auf Haftungsqualität sowie die Prüfung
von Wellen, Stäben, Rohren, Blechen und Kunststoffen auf Materialfehler und Wanddicke.
Die anwenderfreundliche und modular aufgebaute Prüf- und Auswertesoftware PROlinePLUS
steuert den Prüfablauf, liefert Informationen wie
Start-, Stopp-, Gut-, Schlecht-Signale, Statistik,
graphische Darstellung der Ultraschallamplituden, -laufzeiten, Schallwege oder Signalkombinationen. PROlinePLUS kann hierbei flexibel
mit einer vorhandenen SPS interagieren. Die
automatische Auswertung, Prüfberichterstellung und Ergebnisarchivierung spart Zeit und
schafft Prüfsicherheit. PROline sichert so eine
wirtschaftliche und schnelle Bauteilprüfung mit
neuster Ultraschalltechnologie.
VOGT Ultrasonics GmbH
Dipl.-Ing. Göran Vogt
[email protected]
www.vogt-ultrasonics.de
SCHOTT Ultra-Thin Glass showcased at Hannover Messe
© SCHOTT AG
SCHOTT AG
Dr. Rüdiger Sprengard
[email protected]
www.schott.com/advanced_optics
Ultra-thin glass is manufactured in thicknesses ranging from 25 to 150 µm and is commercially available in delivery format of cut-to-size sheet or wafer. To pave the way for the future implementation
of roll-to-roll (R2R) processes using our glass-on-roll technology, our engineers support customers in
developing equipment and new products. Ultra-thin glass is the basis for slim formfactor devices and
enables ever higher performance. In contrast to polymers, ultra-thin glass offers many advantages
for high-tech applications as it is gas-tight, resistant to high temperatures and high chemical stability
while providing outstanding dielectric properties for electronic applications. For example, electronic
circuits are envisioned to be produced in a single manufacturing process by using in-line printing
processes. In this case, the glass can be guided
through individual processing stations directly
from the roll and then be rolled up again uncut
at the end. SCHOTT is experiencing a broad interest from different industries, including companies from both the electronic and automotive
markets.
SCHOTT Advanced Optics will be presenting its
ultra-thin glass at the NMN booth E50 in hall 27.
© SCHOTT AG
9
Spitzenförderung in Bremen: Chemie-Talente forschen am
Fraunhofer IFAM an Zukunftstechnologien
Weil Spitzenforschung auch Spitzentalente braucht und sucht, begann am 12. bis 14.
Januar 2015 die zweite Runde des Förderprogramms für besonders begabte Schülerinnen und Schüler: die Fraunhofer MINT-EC-Talents für Chemie am Fraunhofer-Institut für
Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM. Mit dem Ziel, die Begeisterung für ein technisches oder naturwissenschaftliches Studium zu wecken, begleiten
Wissenschaftler des Instituts die talentierten Jugendlichen in verschiedenen Workshops
zum Thema Kleben und Faserverbundwerkstoffe über zwei Jahre hinweg. Aus den Forschungsergebnissen werden dann Wettbewerbsbeiträge für »Jugend forscht« entwickelt.
Wissenschaft und Technik prägen das Leben der Menschen – im privaten wie auch im beruflichen
Alltag. Auch in Zukunft werden Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, kurz
»MINT«, einen wichtigen Anteil an unserem Fortschritt haben. Eine Initiative der Wirtschaft, die
diesen Trend unterstützt und den Nachwuchs fördert, ist das nationale Excellence-Center MINT-EC
von derzeit 212 Schulen mit einem überdurchschnittlich ausgeprägten Profil in den entsprechenden
Fächern.
© Fraunhofer IFAM
Zwölf Chemie-Talente bei der Fraunhofer MINT-ECTalents am Fraunhofer IFAM in Bremen.
Eingebettet in das MINT-EC-Netzwerk wurde 2012 das Fraunhofer MINT-EC-Talents-Programm mit
den Schwerpunkten Mathematik und Chemie gegründet. Es ist ein bundesweit einmaliges, exklusives
und nachhaltiges Instrument der MINT-Talentförderung und wird in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern für den Bereich Mathematik und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
in Bremen für das Fach Chemie durchgeführt. Aufgrund des Erfolgs und der hohen Nachfrage wird
das Projekt weitergeführt und startet in eine zweite Runde.
Wissenschaftliche Begabungsförderung in Theorie und Praxis
Nach einem aufwendigen Bewerbungsverfahren inklusive Assessment-Center haben sie es geschafft:
Zwölf junge Chemie-Talente konnten sich aus bundesweit 80 Bewerbern ab der 10. Klasse der MINTEC-Schulen durchsetzen und freuen sich über einen der begehrten Plätze am Fraunhofer IFAM.
© Fraunhofer IFAM
Mit Spaß an der Forschung lernen die Schülerinnen und Schüler für ihre MINT-Zukunft am Fraunhofer IFAM in Bremen.
In Anlehnung an aktuelle Fragestellungen aus der Industrie zum Thema Klebstoffe und Entwicklungen aus dem Bereich der Faserverbundwerkstoffe erwartet die Forscherinnen und Forscher von
morgen in insgesamt fünf mehrtägigen Fachworkshops neben einer theoretischen Grundausbildung
auch ein besonders hoher Praxisanteil. »Sie setzen sich mit chemischen, physikalischen und naturwissenschaftlichen Themen auseinander und erhalten einen tiefen Einblick in das angewandte wissenschaftliche Arbeiten«, erklärt Projektleiterin Beate Brede die Struktur der Workshops. »Aber nicht
nur das: Neben den fachlich orientierten Anteilen trainieren sie auch die so genannten »Soft Skills«
wie Projektmanagement, Präsentationstechniken und insbesondere die Teamarbeit. Zwischen den
Präsenzphasen in Bremen bearbeiten sie dann selbstständig im gegenseitigen Austausch ihre Aufgabenstellungen und bleiben im engen Kontakt«, so Brede.
Am Ende der Projektarbeiten, nach vielen Stunden des Forschens, Tüftelns und Fertigens, können die
Schülerinnen und Schüler zusätzlich die Chance nutzen, sich direkt am Wettbewerb »Jugend forscht«
zu beteiligen. »Aus dem ersten Durchgang der MINT-EC-Chemie-Talents gab es insgesamt sechs
Landes- und Regionalsieger«, freut sich Beate Brede.
Projektförderung
Gefördert und unterstützt wird das Projekt vom Industrieverband Klebstoffe e.V., der FraunhoferGesellschaft und dem Fraunhofer IFAM.
Fraunhofer-Institut für
Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM
Beate Brede
[email protected]
www.ifam.fraunhofer.de
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Studiengang Nanotechnologie an der Leibniz Universität Hannover
Die Nanotechnologie beschreibt die Erforschung und Manipulation von Dingen auf kleinsten Dimensionen. Sie beschäftigt sich mit Strukturen im Größenbereich von 1-100 Nanometer in mindestens einer
Raumrichtung. 100 Nanometer sind in etwa ein Tausendstel des Durchmessers eines normalen menschlichen Haares. Bei diesen kleinen Abmessungen treten Oberflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften der Materialien immer mehr in den Vordergrund und darüber hinaus müssen oft
quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden.
© L. David
Forschungsbau des Laboratoriums für Nano- und
Kleinste Teilchen, oft als Nanopartikel bezeichnet, besitzen aufgrund ihrer kleinen Abmessungen spezielle
chemische und physikalische Eigenschaften, die sich von den Eigenschaften von makroskopischen Partikeln und Festkörpern unterscheiden. Das gezielte künstliche Herstellen von Strukturen der Nanotechnologie wie zum Beispiel winzigster Transistoren auf Computerchips kann als Nanoengineering bezeichnet
werden. Der eng verwandte Begriff Quantenengineering zielt auf die Erzeugung und Manipulation eines
definierten Quantenzustandes ab, wie zum Beispiel der Realisierung eines Bose-Einstein-Kondensats oder
eines Bauelements mit gezielt eingestelltem Elektronenspin.
Quantenengineering in Hannover.
Die Nanotechnologie gilt als eine der aussichtsreichsten Schlüsseltechnologien, die zur Lösung vieler Probleme der Menschheit beitragen kann. Die Nanotechnologie ist eine sehr interdisziplinäre Wissenschaft,
sie verlangt Kenntnisse in Chemie, Physik, Elektrotechnik und Maschinenbau. Die nanotechnologisch
orientierten Arbeitskreise der Leibniz Universität Hannover haben sich seit Jahren interdisziplinär im Forschungszentrum Laboratorium für Nano- und Quantenengineering vernetzt. Dieser Verbund schafft nicht
nur eine Basis für gemeinsame Forschungsaktivitäten, sondern engagiert sich besonders für die Ausbildung einer neuen Generation von Forscherinnen und Forschern, deren interdisziplinäre Kompetenzen sie
zur effektiven transdisziplinären Kommunikation zwischen den Fächern befähigt. Unter Federführung des
Laboratoriums wird der Bachelor- und Masterstudiengang Nanotechnologie angeboten.
Der Studiengang Nanotechnologie vermittelt die Grundlagen in den Kernfächern Chemie, Elektrotechnik,
Maschinenbau und Physik (ergänzt durch Mathematik), wobei den Erfordernissen, die aus der Nanotechnologie erwachsen, im Besonderen Rechnung getragen wird. Bereits im Verlauf des Bachelorstudiengangs
kommt es dann zur Vertiefung in jeweils ein naturwissenschaftliches und ein ingenieurwissenschaftliches
Kernfach. Im Masterstudiengang haben die Studierenden eine große Wahlmöglichkeit mit verschiedenen
Wahlkompetenzfeldern, sich auf aktuellen Forschungsgebieten der Nanotechnologie zu qualifizieren.
Der noch relativ junge Studiengang Nanotechnologie erfreut sich großer Beliebtheit – Allein im Wintersemester 2014 fingen über 100 neue Studierende ihr Nanotechnologie-Studium an der Leibniz Universität
Hannover an!
Leibniz Universität Hannover
Laboratorium für Nanound Quantenengineering
Fritz Schulze Wischeler
[email protected]
www.lnqe.uni-hannover.de
© O. Kerker
Hightech-Analytik für Nanotechnologie – Hier ein Transmissionselektronenmikroskop
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Hochfrequenzprüfung von CFK beschleunigt Bauteilentwicklung
© Fraunhofer IPA
Moderne faserverstärkte Kunststoffe, wie GFK und CFK, ersetzen heutzutage in immer mehr Leichtbauanwendungen klassische Konstruktionsmaterialien. Sie werden immer dann genutzt, wenn hohe spezifische, also gewichtsbezogene, Festigkeiten und Steifigkeiten benötigt werden. Insbesondere die daraus resultierende Gewichtsersparnis fördert den Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen in dynamisch
belasteten strukturellen Bauteilen. Zur optimalen Auslegung der Bauteile benötigen Konstrukteure und
Berechner eine genaue Kenntnis über das Betriebsfestigkeitsverhalten dieser Materialien.
Auf Grund der großen Vielfalt, durch die fast unendlichen Kombinationsmöglichkeiten von Faserorientierungen und Matrixsystemen, ergeben sich unterschiedlichste Ausprägungen der Werkstoffe mit einem
jeweils individuellen Betriebsfestigkeitsverhalten. Um dieser Vielfalt zu begegnen, müssen bei der Auslegung entweder große Sicherheiten eingeplant werden, was zu einer Erhöhung von Bauteilgewicht und
Materialkosten führt, oder die Betriebsfestigkeitseigenschaften müssen durch experimentelle Versuche
ermittelt und nachgewiesen werden.
Im Fraunhofer-Anwendungszentrum Großstrukturen in der Produktionstechnik (AGP) stehen unter Leitung von Prof. Martin-Christoph Wanner am Standort Rostock für die Qualifizierung faserverstärkter
Kunststoffe vielfältige Prüfmöglichkeiten zur Verfügung.
Das Entwicklungsteam „Neue Werkstoffe/Klebtechnik“ des Fraunhofer AGP arbeitet seit mehreren Jahren
unter anderem auf dem Gebiet der Betriebsfestigkeitsprüfung faserverstärkter Kunststoffe erfolgreich mit
regionalen Firmen in kooperativen FuE-Vorhaben zusammen. Die Forschungsarbeit umfasst die Prüfung
von Kleinproben bis zu Bauteilen sowohl mit akkreditierten als auch mit außerhalb der Normung speziell
entwickelten und auf die Wünsche der Kunden abgestimmten Prüfverfahren. Eine wesentliche Besonderheit am Fraunhofer AGP ist die Möglichkeit der Variation der Prüffrequenzen bei Schwingungsprüfungen.
Das Fraunhofer AGP ist durch seinen Maschinenpark im Bereich der dynamischen Prüftechnik in der Lage
Prüffrequenzen zwischen 0,1 und 100 Hz zur Prüfung von faserverstärkten Kunststoffen einzusetzen.
Speziell bei hohen Prüffrequenzen ergibt sich die Möglichkeit einer schnellen und damit kosteneffizienten
Ermittlung von Zeit- und Dauerfestigkeiten. Den bei hohen Prüffrequenzen normalerweise auftretenden
erhöhten Prüfkörpertemperaturen wird durch ein speziell entwickeltes adaptives Kühlsystem entgegengewirkt. Die Temperatur wird zusätzlich durch ein berührungsloses Monitoringsystem ständig überwacht
und eingestellt. Damit wird sichergestellt, dass mit dem Verfahren schnell und kosteneffizient reproduzierbare Betriebsfestigkeiten ermittelt werden können, die vergleichbar mit Ergebnissen aus Langzeitversuchen mit geringen Prüffrequenzen sind.
Die dynamische Prüfung von Faserverbundstrukturen steckt im Vergleich zu den klassischen Konstruktionsmaterialien auch heute noch in den Kinderschuhen, so dass auf diesem Forschungsgebiet auch in
Zukunft interessante Ergebnisse und neue Verfahren vom Fraunhofer AGP zu erwarten sind.
Fraunhofer Anwendungszentrum
Großstrukturen in der Produktionstechnik IPA
Nikolai Glück
[email protected]
www.hro.ipa.fraunhofer.de
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Plasmatechnik modifiziert thermosensible
Oberflächen bedarfsgerecht
IST
Anwendungszentrum für Plasma und
Photonik APP
Fraunhofer-Institut für Schicht- und
Oberflächentechnik IST
Prof. apl. Prof. Dr. Wolfgang Viöl
[email protected]
Dr. Bernd Schieche
[email protected]
www.plasmaundphotonik.fraunhofer.de
Die bedarfsgerechte Modifizierung von Oberflächen, vor allem bei thermosensiblen Materialien, ist trotz moderner Technologien noch
immer eine Herausforderung. Lösungen bietet
die maßgeschneiderte Behandlung mit kalten
Atmosphärendruckplasmen. Dabei werden
physikalische Plasmen direkt auf der jeweiligen Oberfläche gezündet, um zerstörungsfrei
Oberflächeneigenschaften zu verändern.
Am Göttinger Fraunhofer-Anwendungszentrum für Plasma und Photonik APP können
maßgeschneiderte Plasmaquellen von der Idee
bis zum Prototyp gemeinsam mit interessierten
Partnern erarbeitet werden. Dabei beruht die
Plasmatechnologie auf dem einfachen physikalischen Prinzip der Energiezufuhr in Gase,
welche zu einer sogenannten Ionisierung führt:
der Aggregatzustand „gasförmig“ wird in den
energiereicheren „Plasmazustand“ überführt.
Die mit langjähriger Erfahrung entwickelten
und erprobten, individuellen Module und Anlagen zeichnen sich durch einfache und flexible
Integration in bestehende Systeme aus.
Aufgrund des nicht-thermischen Plasmacharakters (20-50°C) und der individuellen Anpassbarkeit der Bauteile zur Plasmagenerierung
kann eine große Bandbreite an diversen Substraten wie z.B. Metalle, Metallfolien, Keramiken
und Glas, aber auch die komplizierten thermisch
hochsensiblen Materialien wie Papier, glasfaserverstärkter Kunststoff GFK, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff CFK, Faserverbundkunststoff
FVK und selbst lose Materialien wie Saatgut,
schonend und effizient behandelt werden. Die
so behandelten Oberflächen können – je nach
geplanter Verwendung - hydrophober oder hydrophiler werden, besser zu verkleben oder zu lackieren sein, beschichtet oder gereinigt werden.
© Fraunhofer IST
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Nanotechnologie in der CTA-Ausbildung
© Akademie Göttingen
Elektrochromer Effekt dünner Polianilinschichten auf transparenten Elektroden
In der Akademie Göttingen haben wir die CTA-Ausbildung seit 2009 mit Inhalten der Nanotechnologie
erweitert. Speziell das neue Lernfeld „Nanopartikel und -schichten herstellen und untersuchen“ vermittelt zusätzliche Kenntnisse und Fertigkeiten, die für diesen zukunftsorientierten Technologiebereich besondere Bedeutung haben. Bei den Schülerinnen und Schülern treffen die aktuellen Ausbildungsinhalte
auf großes Interesse und sie tragen mit eigenen Beobachtungen und Ideen zur Weiterentwicklung von
Praktikumsversuchen bei.
In dem Lernfeld „Nanopartikel und -schichten herstellen und untersuchen“ (ein Schuljahr, 6 Wochenstunden) lernen die Schülerinnen und Schüler wesentliche Themengebiete und Methoden der Nanotechnologie kennen. Zum Einstig werden mit einfachen Versuchen wie der Replikation von Blattoberflächen
(Lotoseffekt) und Versuchen zu dünnen Schichten (z.B. Silberspiegel und „lift off“) Verständnis für Abmessungen im Nanometerbereich und die Verwendung der Fachbegriffe vermittelt.
© Akademie Göttingen
Ferrofluid made by Akage
Im zweiten Abschnitt stehen dann die hochortsauflösenden Untersuchungsmethoden im Mittelpunkt.
Hier lernen die Schülerinnen und Schüler an speziell für die Ausbildung entwickelten AFMs die Grundlagen der Rastersondenmikroskopie.
Im weiteren Verlauf werden konkrete Projekte, die sich über mehrere Wochen erstrecken, realisiert. So
werden z.B. Farbstoff-Solarzellen, bei denen alle Komponenten einschließlich der transparenten Elektroden selbst hergestellt werden, angefertigt. Ein weiteres Projekt ist die Herstellung von Ammoniaksensoren. Hier werden dünne Metallschichten aufgedampft und Fotolithografie sowie elektrisch leitfähige
Polymere kommen zum Einsatz.
Eine Reihe von Versuchen zu Nanopartikeln vervollständigen das Lernfeld. Bei Goldsolen, pyrophorem
Eisen und Ferrofluiden wird die Änderung von Materialeigenschaften mit der Partikelgröße besonders
gut sichtbar.
Die angehenden CTA lernen ergänzend zu den klassischen Themen wie der Chemischen und Instrumentellen Analytik die Nanotechnologie mit ihren Herstellungs- und Untersuchungsmethoden kennen.
Damit haben sie noch bessere Chancen, eine interessante Tätigkeit in diesem innovativen Forschungs- und
Produktionsbereich zu finden. Auszubildende mit Realschulabschluss erhalten zudem die Möglichkeit,
parallel zur Berufsausbildung den schulischen Teil der Fachhochschulreife zu erwerben.
Frisch bedampfte Glassubstrate
in der Vakuumapparatur für die
Fotolithografie
Akademie Göttingen
Dr. Wolfgang Bodenstein
[email protected]
www.akaem.de
© Akademie Göttingen
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Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen e. V.
begrüßt zwei neue Mitglieder
Ingenieurbüro Brockmann
Unter dem Motto “Brockmann richtige Oberflächentechnik“ hat der langjährige und aktive Fachbeirat des Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen e.V., Herr Dipl.-Ing. Adolf Brockmann, als
unabhängiger Beratungsingenieur für Oberflächentechnik eine neue Aufgabe übernommen.
Ingenieurbüro Brockmann
Zedernstrasse 23
28832 Achim
Sein fast 40-jähriges profundes Wissen um die Fragestellungen der Oberflächentechnik sind wichtige
Säulen seines Dienstleistungsportfolios. Die Tatsache, dass in vielen mittelständischen Betrieben die
Beschichtung lediglich als “notwendiges Übel“ und nicht als wichtiges Glied der Wertschöpfungskette angesehen wird, deckt den imensen Handlungsbedarf in diesem Zusammenhang auf. Herr
Dipl.-Ing. Adolf Brockmann identifiziert gemeinschaftlich mit allen Verantwortlichen des Kunden Optimierungspotentiale in Bezug auf beschichtungsrelevante Fragestellungen.
Tel: 0 4202 767491
Fax: 04202 767492
[email protected]
Weserland GmbH
Die Weserland GmbH ist Spezialistin auf dem Gebiet der Herstellung und Entwicklung von wässrigen Dispersionen
und Mischungen für die Latexvulkanisation und Compounds für die Teppichrückenbeschichtung zur flammhemmenden und antistatischen Ausrüstung von z.B. Flugzeug-, Automobil-, Bahn- und Objektteppichen. Weiterhin liefert die
Weserland GmbH ein breites Produktportfolio von Beschichtungen für Webteppiche, Badteppiche, Geotextilien, Technische Textilien, Leder und Nonwoven.
Neben den Beschichtungscompounds stellt die Weserland GmbH kationisch eingestellten Latex auf Basis HS-SBR, NL und CR zur Vergütung von Bitumenemulsionen her. Die Kernkompetenz des Unternehmens liegt in der Entwicklung von bedarfsgerechten Mischungen, die spezifisch auf die jeweiligen
Anforderungen und Wünsche der Kunden abgestimmt sind. Dabei wird auf Jahrzehnte lange Erfahrung und ein komplexes Archiv aus Standardrezepturen
zurück gegriffen. Von der Entwicklung bis zur Produkteinführung vor Ort werden Kunden ganzheitlich durch ein kompetentes Team betreut.
Neue Flammschutzbeschichtung Emtex® L 7420-1 für
Polyamid-Flugzeugteppiche
An Transportmittel zur Personenbeförderung werden bezüglich des Flammschutzes hohe Anforderungen gestellt. So gelten im Flugzeugbereich neben internationalen Flammschutznormen wie die
FAR 25.853 auch die der Hersteller wie Airbus (ABD 0031) oder Boeing (BSS 7239).
Generell gibt es bei Passagierflugzeugen für Teppichböden den Trend, statt Wollqualitäten Polyamidfasern (PA) einzusetzen. Letztgenannte haben den Vorteil, preiswerter, leichter und strapazierfähiger
als Wolle zu sein. Allerdings können PA-Fasern gegenüber Fasern aus Wolle nicht vorab flammhemmend ausgerüstet werden. Daher werden für Teppiche aus PA vorzugsweise halogenierte Flammschutzsysteme in Kombination mit Antimontrioxid (Sb2O3) als Synergist verwendet, die zwar eine
sehr gute Flammschutzwirkung aufweisen, aber wegen ihrer Gefahren für Mensch und Umwelt in
der Kritik stehen.
© Weserland
Der Weserland GmbH ist es mit der Entwicklung des Beschichtungscompounds Emtex® L 7420-1
durch die Verwendung von Antimonpentoxid (Sb2O5) statt Antimontrioxid (Sb2O3) gelungen, das Gefahrpotential der Formulierung zu reduzieren, da Sb2O5 im Gegensatz zum Sb2O3 nicht als krebsverdächtig eingestuft ist.
Weserland GmbH
Stefan Bourgeois
[email protected]
www.weserland.eu
Langfristiges Ziel der Weserland GmbH als Spezialistin für die Herstellung von flammgeschützten
Beschichtungsprodukten für Teppiche und technische Textilien bleibt aber weiterhin, einen vollwertigen halogenfreien Ersatz für halogenierte Flammschutzmittel bereitzustellen. Daran wird gerade im
Rahmen eines vom Bund geförderten Projektes (ZIM-Einzelprojekt) mit Hochdruck gearbeitet!
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Neuer Stahlguss für effizientere Kraftwerke
Vermeidung von CO2-Emissionen
© Sande Stahlguss GmbH
Abbildung 1: Wirkungszusammenhang; sinkende CO2-Emissionen bei steigendem Wirkungsgrad der Kraftwerke (fossile Brennstoffe)
Im Kraftwerksbau wird die Effizienz der Anlagen erhöht, indem die Anlagen durch Verwendung von
neuen Stählen für höhere Einsatztemperaturen bis zu 650°C ausgelegt werden. Ziel ist eine Steigerung des Wirkungsgrades von Dampfturbinen zur Verringerung des CO2-Ausstoßes über höhere
Dampfdrücke und -temperaturen in Turbinen und Ventilen.
Hierfür sind neue innovative Werkstoffe notwendig. Insbesondere der Werkstoff unter dem Kurznamen „CB2“ rückt zu diesem Zweck international immer stärker in den Fokus der Kraftwerksbauer.
Der hochwarmfeste Werkstoff CB2 (GX13CrMoCoVNbNB9-2-1) ist eine Abwandlung des P91 Stahls
(GX12CrMoVNbN9-1). Im Gegensatz zum P91, der bereits bis zu 9% Chrom und 1% Molybdän enthält, ist der CB2-Werkstoff darüber hinaus noch mit Cobalt und Bor legiert. Cobalt verleiht Werkstoffen eine höhere Festigkeit bei hohen Temperaturen, während schon geringe Mengen Bor dem Stahl
eine geringere Kriechneigung verleihen und gleichzeitig die mechanische Bearbeitbarkeit verbessern.
In Warmzugversuchen zeigt sich ebenfalls eine höhere Warmfestigkeit (s. Abbildung 2)
Abbildung 2: Darstellung der Vergleichswerte für die
Warmzugfestigkeit. CB2-Stahlguss weist signifikant
höhere Werte auf und ist daher besser für den Einsatz
bei höheren Temperaturen und Drücken geeignet.
Prozessinnovation von Stahlguss-Bauteilen:
• Entwicklung einer eigenen legierungsspezifischen Wärmebehandlung, die auf das angewandte
Schweißverfahren und den Schweißzusatzwerkstoff abgestimmt ist.
© Sande Stahlguss GmbH
•
Entwicklung von Verfahrensprüfungen für Konstruktionsschweißungen mit artgleichen und
artfremden Werkstoffen
Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der Fertigungsprozesse für den CB2-Werkstoff leistet
Sande Stahlguss einen wertvollen Beitrag zur Vermeidung von umweltschädlichen Kohlenstoffdioxidabgasen und damit zur Verringerung der globalen Erderwärmung.
Sande Stahlguss GmbH
Fred Menn
[email protected]
www.sande-stahlguss.de
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Das German Engineering Materials Science Center (GEMS)
des Helmholtz-Zentrums Geesthacht
GEMS ist die zentrale Nutzer-Plattform des Helmholtz-Zentrums Geesthacht mit einer
weltweit einzigartigen Infrastruktur für die Forschung mit Synchrotronstrahlung und
Neutronen, speziell im Bereich der Werkstoffforschung.
GEMS betreibt für Materialwissenschaften optimierte Messstationen an deutschen Großforschungseinrichtungen. Zum einen nutzen wir eine der stärksten Synchrotronstrahlungsquellen Europas: PETRA III bei DESY in Hamburg. Zum anderen die intensivste Neutronenquelle Deutschlands, den FRM
II in Garching bei München.
Die Charakterisierung von strukturellen und funktionalen Materialien wie Metallen, Keramiken, Polymeren, weicher Materie und dünnen Filmen sowie Eigenschaften, wie Texturen, Eigenspannungen
und Magnetismus etc. wird in der Stahl- und Metallindustrie, der chemischen Industrie und der Informatik genutzt um z.B. neue Legierungen, Polymere, Nanoverbundwerkstoffe oder Datenspeicher
zu entwickeln. Die GEMS-Instrumente an den Außenstellen des Helmholtz-Zentrums Geesthacht bei
DESY und am FRM II sind geeignete Werkzeuge für diese Zwecke.
© Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Für Akademische Nutzer ist der Zugang kostenlos und wird nach wissenschaftlichen Kriterien über
ein Peer-Review-Verfahren geregelt. Die Kosten für Aufträge der Industrie oder anderer Einrichtungen hängen vom jeweils notwendigen Aufwand ab. Alle Informationen zu Auftragsmessungen unterliegen selbstverständlich der Geheimhaltung.
Science Link – Kostenlose Testmessungen an weltweit führenden Großforschungseinrichtungen
Das Netzwerk Science Link bietet interessierten Unternehmen die Möglichkeit, Testmessungen mit
Synchrotronstrahlung oder Neutronen an ihren Materialien durchführen zu lassen.
Die Ziele von Science Link sind die Unterstützung forschender Unternehmen in Europa sowie die
Steigerung des Bekanntheitsgrades der Forschungseinrichtungen und ihrer Rolle für die Wirtschaft.
Helmholtz-Zentrum Geesthacht
Dr. Marc Thiry
[email protected]
www.gems.hzg.de
Das Netzwerk ist ab sofort offen für Ihre Bewerbungen um Messzeit und ermuntert ausdrücklich
KMUs, am Programm teilzunehmen.
Zusätzlich zur Machbarkeitsstudie oder Testmessung an den Forschungseinrichtungen umfasst das
Angebot
•Konsultation durch Science Link bezüglich der zu bearbeitenden wissenschaftlichen Fragestellung
•Unterstützung in der Probenpräparation und Durchführung der Messungen durch die Mitarbeiter
der Forschungsinstitute
•Unterstützung bei der Datenauswertung sowie Ergebnisinterpretation
Koordinator Science Link Network:
Dr. Uwe Sassenberg
[email protected]
www.science-link.eu
Weitere Informationen über das Netzwerk und die materialwissenschaftlichen Analysemethoden der
Forschungseinrichtungen sind zugänglich unter www.science-link.eu.
Die teilnehmenden Forschungseinrichtungen sind: DESY in Hamburg (D), Helmholtz-Zentrum Berlin
(D), das German Engineering Materials Science Center (GEMS) des Helmholtz-Zentrums Geesthacht
(D) und das Max-IV-Laboratorium in Lund (SWE).
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Pertinax – traditionsreiches Material mit neuer Zukunft
Der Werkstoff Papier hat bis heute in der Elektrotechnik und Elektronik eine große Bedeutung. Dabei
geht es allerdings nicht um irgendein Papier, sondern um Hartpapier, das unter der Bezeichnung
„Pertinax“ fast jeder kennt. Es besteht heute aus hochwertigem Papier und Phenol-Harz. Dieses
Hartpapier eignet sich für viele Anwendungen in der Elektrotechnik und Elektronik. Pertinax eignet
sich aber auch hervorragend im Transformatorenbau als Spulenkörper oder für die Spulen-Isolierung.
Bei Elektromotoren bietet es sich als Trägermaterial für Bürstenhalter an. Geringes Gewicht, gute mechanische Bearbeitbarkeit sowie Robustheit und Chemikalienresistenz sind hier die entscheidenden
Eigenschaften.
© Dr. Dietrich Müller GmbH
Pertinax qualifiziert sich durch seine Langlebigkeit, Biegeelastizität und die hohe Temperaturbeständigkeit bei geringer Thermoelastizität und Wärmeleitung. Es gibt außerdem schwer entflammbare
und gegen Feuchtigkeit und Mineralöl beständige Pertinaxarten. Zudem kann Hartpapier in vielen
unterschiedlichen Formen angeboten werden, da es bruchfest und elastisch ist.
Das Hartpapier wird derzeit in Form von Platten geliefert, die zu einbaufertigen Teilen weiterverarbeitet werden können. Ebenfalls lassen sich Formteile, Rohre, Stäbe oder andere dreidimensionale Strukturen mithilfe moderner Fräsen, Exzenter-Pressen oder CNC-Bearbeitungszentren leicht fertigen.
Dr. Dietrich Müller GmbH
[email protected]
www.mueller-ahlhorn.com
Nanotechnologie live auf dem Brügerfest in Hannover
am 02. - 03.10.2014
Anlässlich des Bürgerfestes am Tag der Deutschen Einheit präsentierte sich die Landesinitiative NMN
gemeinsam mit dem nano Truck in Hannover. Das Zelt zum Thema „Europa fördert Niedersachsen
- Europa eint!“ auf dem Friedrichswall überzeugte die Besucher mit Einblicken in verschiedene erfolgreiche EU-Förderprojekte.
Die Landesinitiative für Nano- und Materialinnovationen zeigte faszinierende Einblicke in den nano
Truck und präsentierte Innovationen aus Niedersachsen.
Dabei handelte es sich um Beispiele für Produkte des täglichen Lebens, die von fast allen Industriebranchen (u.a. Energie, Telekommunikation, Automobilindustrie, Medizintechnik oder Konsumgüterindustrie) produziert werden. Ein besonderes Highlight war z.B. eine Beschichtung für rote Signalleuchten auf Windkraftanlagen der GXC Coatings GmbH, welche eine manuelle Reinigung der
Leuchten überflüssig macht. Die Schicht reinigt mit Licht, d. h. sie ist photokatalytisch aktiv und baut
mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser den Schmutz aktiv ab und verhindert dessen weitere Anhaftung. Der Instandhaltungsaufwand in großer Höhe kann dadurch erheblich reduziert werden.
Neben Familien mit Kindern und älteren Mitbürgern zählte auch die Politik zu den Besuchern. Die
Staatssekretärin für Europa und regionale Landesentwicklung aus der Staatskanzlei, Frau Birgit Honé,
und der Minister für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Herr Christian Meyer, informierten sich über die vielen Initiativen und Projekte im Zelt.
© FLAD & FLAD Communication GmbH
Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen e. V.
c/o innos - Sperlich GmbH
Dr. Andreas Baar
[email protected]
www.nmn-ev.de
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Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen – Veranstaltungsrückblick 2014 (Auswahl)
Anwendungspotenzial der Mikrosystemtechnik eindrucksvoll aufgezeigt
Die Herstellung und Konzeption von Mikrosystemen stellt in vielen Anwendungsbereichen eine große Herausforderung dar, wie z.B. hoch integrierte
multifunktionale mechatronische Systeme in mobilen Anwendungen oder
Mikrosysteme für die Lebenswissenschaften. Bedeutend ist, neben der
Erzeugung der Basisstrukturen, auch die Erzeugung von Oberflächenelementen. Hier gilt es, durch Prozesskombination und unterschiedlich funktionalisierte Werkstoffe neue Lösungen zu erarbeiten.
Vor diesem Hintergrund veranstaltete die Landesinitiative NMN, gemeinsam mit dem Institut für Mikrotechnik der TU Braunschweig und dem Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Clausthal, den
Workshop Forschung meets KMU zum Thema „Funktionalisierte Oberflächen in Mikrosystemen“. Die Veranstaltung fand im Institut für Mikrotechnik in Braunschweig am 22. Juli 2014 statt.
© NMN e.V.
Eine Besichtigung des Instituts für Mikrotechnik bot den Teilnehmern des
Workshops exklusive Einblicke.
Neueste Forschungsergebnisse nanostrukturierter Kompositmaterialien kompakt präsentiert
Am 01.10.2014 initiierte die Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachen in Kooperation mit dem Institut für Partikeltechnik
der TU Braunschweig (iPAT) den Workshop zum Thema Nanostrukturierte
Kompositmaterialien – von der Entwicklung in die Produktion und Anwendung. Die Veranstaltung fand im Haus der Wissenschaft in Braunschweig
statt.
Im Fokus des ausgebuchten Workshops standen aktuelle Ergebnisse und
Konzepte aus dem Niedersächsischen Innovationsverbund „NANOKOMP",
welche in 30-minütigen Vorträgen präsentiert wurden. Der Innovationsverbund „NANOKOMP“ ist die Kompetenz-Bündelung niedersächsischer
Firmen entlang der Prozesskette von den Nanopartikeln bis zum fertigen
Produkt einschließlich Nanopartikelumgang und -charakterisierung.
Besonderes Highlight der Tagung war die Firmenbesichtigung der INVENT
GmbH, die den Teilnehmern exklusive Einblicke bot.
© NMN e.V.
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Wirkungsmechanismen und Lösungsstrategien im Bereich „Analytik und Tribologische Kontaktsysteme“
eindrucksvoll aufgezeigt
Am 11.11.2014 fand der Workshop „Analytik und Tribologische Kontaktsysteme“ der Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen
statt. Durchgeführt wurde der Workshop in den Räumlichkeiten der Leibniz
Universität Hannover, im Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie
(IMKT). Kooperationspartner waren das Analytical Tribology Network (ATN),
sowie das Frauenhofer-Institut für Schicht und Oberflächentechnik.
Der Workshop verfolgte das Ziel, vor allem kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) bei der Lösung von Fragestellungen zur Optimierung von
Reibung, Schmierung und Verschleiß zu unterstützen. Vor diesem Hintergrund wird die Landesinitiative NMN in Zukunft regelmäßig Kurzworkshops
durchführen, die auf die Bedürfnisse von KMU zugeschnitten sind. Die Zusammenarbeit zwischen KMU und Wissenschaft, der Technologietransfer
und die betriebliche Kompetenzentwicklung für Klein- und Jungunternehmen sollen im Rahmen der Landesinitiative weiter verstärkt werden.
© NMN e.V.
Eine Besichtigung des Instituts für Maschinenkonstruktion und Tribologie
ermöglichte den Teilnehmern darüber hinaus exklusive Einblicke in die Forschungspraxis und fand hohen Anklang.
Impulsvorträge zum Thema „Magnetokalorische Kältetechnik“ informierten über Kompetenzen und aktuelle Entwicklungen für eine effizientere und leise Kühltechnik
Am 12.11.2014 fand der Technologietag der Landesinitiative Nano- und
Materialinnovationen Niedersachsen zum Thema „Magnetokalorische Kältetechnik“ bei der SOLVAY GmbH in Hannover statt. Durchgeführt wurde der Technologietag zum oben genannten Thema beim Kooperationspartner und langjährigen Mitglied der Landesinitiative NMN, der SOLVAY
GmbH. Kooperationspartner war des Weiteren der Forschungsrat Kältetechnik.
© NMN e.V.
Die eintägige Veranstaltung gliederte sich in zwei Teile. Zunächst wurde
mit Impulsvorträgen aus Wirtschaft und Wissenschaft über Kompetenzen
und aktuelle Entwicklungen informiert. Auf dieser Basis konnten in einem
sich anschließenden Workshop zukünftige Projektvorhaben unter den Teilnehmern identifiziert und diskutiert werden. Unter Anwendung des Verfahrens der SWOT-Analyse ließen sich in diesem Zusammenhang Stärken
und Schwächen, sowie Chancen und Risiken der magnetokalorischen Kältetechnik herausarbeiten und identifizieren.
Innerhalb der Diskussionsrunde wurden verschiedene Themenbedarfe der
Teilnehmer identifiziert, die bei Bedarf weiter bearbeitet werden sollen.
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Workshop „Antimikrobielle Werkstoffe – vom Material zum Markt“ am 25. November 2014 beim
Niedersächsischen Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und Entwicklung (NIFE) in Hannover.
Die Vermeidung von Infektionen und chronisch destruktiven Abwehrreaktionen stellen neben der Verbesserung der Biokompatibilität und Langzeitstabilität die größten Entwicklungsziele für moderne medizinische
Implantate dar. Für diese Anforderungen gilt es, neue Materialien mit antimikrobiellen Eigenschaften zu entwickeln. Mit diesen neuen Materialien
könnten lebensbedrohliche Infektionen vermieden und die Kosten für die
Behandlung gesenkt werden. Doch welche Materialien kommen in Frage?
Wie werden diese kostengünstig hergestellt? Und wie gestaltet sich der
Markt für diese Produkte?
Um diese Fragen zu diskutieren, veranstaltete die Landesinitiative Nano
und Materialinnovationen Niedersachsen gemeinsam mit dem NIFE (Niedersächsisches Zentrum für Biomedizintechnik, Implantatforschung und
Entwicklung) einen Workshop zum Thema „Antimikrobielle Werkstoffe –
© NMN e.V.
vom Material zum Markt“. Entscheider, Anwender und Forscher fanden
Gelegenheit, sich mit Fachexperten über aktuelle Themen und Bedarfe
auszutauschen. In einer abschließenden Diskussionsrunde wurden Bedarfe
an Themen im Bereich der Antimikrobiellen Werkstoffe identifiziert, um
innovative Lösungsansätze zu erarbeiten.
NMN Workshops 2015 (Auswahl)
Technologietag: „Dünnglas als Substrat zur
Strukturierung und Beschichtung“
28.05.2015
SCHOTT AG, Grünenplan
Kooperationspartner: SCHOTT AG
Workshop: „Forschung meets KMU“ –
Analytik und tribologische Kontaktsysteme
24.06.2015
Fraunhofer IST am Dortmunder Oberflächen Centrum (DOC),
Kooperationspartner: Analytical and Tribology Network (ATN) &
Fraunhofer IST
Workshop: „Grenzflächen im hybriden Leichtbau“
16.07.2015
Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF),
Braunschweig
Kooperationspartner: Open Hybrid LabFactory (OHLF), Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF), TU Braunschweig
Workshop: „Laser-Plasma-Hybridtechnologie“
09.09.2015
Fraunhofer IST – Anwendungszentrum, Göttingen
Kooperationspartner: Fraunhofer IST
Nähere Informationen finden Sie unter www.nmn-ev.de. Anmeldungen und Interessensbekundungen können ab sofort über [email protected]
entgegen genommen werden.
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Erfolgsfaktor „Gemeinsamkeit“
Niedersachsen und Japan auf der nano tech 2015 – Erstes Joint Innovative Meeting durchgeführt
Zum ersten Mal haben niedersächsische Unternehmen gemeinsam mit ihren japanischen
Kooperationspartnern auf der nano tech in Tokio ausgestellt
„Als japanisches Unternehmen auf einem deutschen Stand ausstellen zu dürfen, war nicht nur eine
besondere Ehre sondern auch überaus erfolgreich“ sagt Dr. Tsuzuki Kitamura, Geschäftsführer der
NTB aus Yokohama, Japan. Die niedersächsischen Aussteller waren von diesem Konzept begeistert,
weil dadurch eine vertrauensvollere Atmosphäre für viele gute Gespräche geschaffen wurde.
„Im Deutsch-Japanischen Business ist es entscheidend, dass nicht nur die Sprachbarriere überwunden, sondern auch Gemeinsamkeit gelebt wird“, erläutert Dr. Norbert Molitor von der TIE GmbH,
welche bereits langjährige Geschäftsbeziehungen mit japanischen Unternehmen wie NTB pflegt.
NTB hat ihr Produkt "C3-Audio Booster", in welchem Carbonanohorns der TIE GmbH eingesetzt
werden, erstmals gemeinsam mit der TIE GmbH auf der nanotech vorgestellt.
„Im Deutsch-Japanischen
Business ist es entscheidend, dass nicht nur die
Sprachbarriere überwunden, sondern auch Gemeinsamkeit gelebt wird.“
Das "Leben von Gemeinsamkeit" wurde zusätzlich durch das "Joint Initiative Meeting" (JIM) unterstrichen, in welchem die niedersächsischen Aussteller CTC, LNP, TIE und die mit ausstellenden
Kooperationspartner FIBRE und Okayama Universität und NTB, sowie auf der Messe neu gewonnene
Geschäftspartner wie die TDC Corporation ihre Innovationen in Kurzvorträgen erläutert haben.
"Als Organisatoren des JIM haben wir uns besonders über den Vortrag von Frau Yuko Akabane von
der TDC Corporation gefreut“ meint Dr. Andreas Baar von der Landesinitiativen Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen. Das Leistungsangebot von TDC passt so gut zu unseren Mitgliedern,
dass ein weiteres Treffen anlässlich der Hannover Messe im April 2015 vereinbart wurde.
„Aus Sicht des Landes Niedersachsen haben wir uns sehr gefreut, dass die Unternehmen unsere
Unterstützung und ihre Chance intensiv genutzt haben, um ihre potentiellen Kunden aus dem
asiatischen Raum direkt zu addressieren“, sagte Frau Dr. Anne Hopert vom niedersächsischen
Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr. Insgesamt haben alle Aussteller den Messeverlauf als sehr erfolgreich bewertet und ihren Wunsch geäußert, in 2016 wieder gemeinsam auf
der nano tech aufzutreten.
„Es war sehr schön zu erleben, dass traditionelle Werte, wie das persönliche Gespräch, auch in Zeiten der totalen Vernetzung, nicht zu ersetzen ist“ erklärt Christian Köhler von der VOGT Ultrasonics
GmbH und ergänzt: „Auch wir wären 2016 gern wieder dabei“.
Die nano tech ist die weltgrößte Fachmesse für Nanotechnologie und ein internationaler Anziehungspunkt für die Nanotechnologiebranche insgesamt. Vom 28.-30. Januar 2015 haben sich über 47.000
Besucher über innovative Produkte und Verfahren auf dem Gebiet der Nanomaterialien aus der ganzen Welt in Tokio informiert und Geschäftskontakte aufgebaut oder vertieft.
© c.javelle 2015
Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen e. V.
c/o innos - Sperlich GmbH
Dr. Andreas Baar
[email protected]
www.nmn-ev.de
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Mechanical strong and electrically conductive Nanoyarns
The group of Prof. Hayashi from Okayama University has presented new types of Nanoyarns
based on carbon nanotubes (CNTs). The group
has been striving to promote the development
and advanced application of material technology that helps to solve energy and environmental
problems confronting modern society.
These Nanoyarns are produced by dry spinning
of predominantly double walled CNT bundles.
The CNT are grown as a forest of about 300 µm
by conventional CVD technology. This process
allows low cost production of Nanoyarns. Nanoyarns do not break by bending, have typical
diameters of 10-20µm and can be produced at
any length.
The current achieved mechanical tensile strength
is about 1.5 GPa and possesses a conductivity
of some 106 S/m. In a next step Prof. Hayashi’s
7
group aims to achieve a conductivity of 10 S/m, which is comparable to conventional conducting metals. The
further increase of tensile strength is another option as it is believed that CNT-spon Nanoyarns can be stronger
than Carbon Fiber. Such Nanoyarns combined with fibre processing technologies will introduce a series of different
high performance semi-finished products for industrial application.
© Prof. Yasuhiko Hayashi
The group of Prof. Hayashi who is working together closely with TIE GmbH, another member of NMN e.V., is looking for partners to join efforts in further research and industrial application development. Samples of Nanoyarn
and further information can also be made available through TIE GmbH to interested partners in Germany.
Okayama University
Prof. Yasuhiko Hayashi
[email protected]
www.okayama-u.ac.jp
© TIE GmbH
TIE GmbH
Dr. Norbert Molitor
[email protected]
www.t-i-e.eu
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Umweltminister Remmel und Wirtschaftsminister Duin im Zoz Technology Center
nach Helmholtz-HZG jetzt auch Fraunhofer-IME im ZTC | nanostrukturierter FuturBeton als Produkt verfügbar | Zoz ZEV-Flotte wird um 2 Hyundai
ix 35 Fuel Cell erweitert
© Zoz GmbH
Betankung eines Zoz-ZEV per simpler Wandladestation,
v.l.n.r.: Minister Remmel, Prof. Zoz und Klaus Mees
© Zoz GmbH
Herstellung nanostrukturierter ferritischer Legierungen (NFA)
Im Abstand von 14 Tagen besuchten NRW Umweltminister Remmel (am 04.02.2015) und NRW-Wirtschaftsminister Garrelt Duin (am 19.02.2015) das Zoz Technology Center (ZTC) in Olpe. Auslöser für beide Besuche
(Minister Remmel war bereits zum 2. Mal bei Zoz) sind die Zoz-Aktivitäten im Bereich nanostrukturierter
Werkstoffe und deren praktischer Anwendung. Die Synergie aus Anlagenbau (Simoloyer® zur Herstellung
von Nanostrukturen), Werkstoffdesign und Werkstoffherstellung mit nachfolgender Verwendung (z. B. Konsolidierung durch Strangpressen) lässt Zoz als Global Player von strategischer Bedeutung erscheinen.
© Zoz GmbH
vor den Werbetafeln der beiden Forschungsinstitute im
ZTC, v.l.n.r.: Minister Duin und Prof. Zoz
Nicht zuletzt diese Konzentration von Expertise führt auch dazu, dass im ZTC namhafte Institutionen angesiedelt werden könnten. Die Helmholtz Gemeinschaft ist mit dem "HZG-Hydrogen Technology Centre, Olpe"
bereits seit 2014 mit der Mission vertreten, im ZTC komplexe Metallhydride (H2-Feststoffspeicher) herzustellen. In 2015 kommt das Fraunhofer-Institut IME dazu und gründet jetzt die "Dandelion Rubber Extraction
Facility, Olpe", was sich frei etwa als "Löwenzahn Gummi Gewinnungsanlage in Olpe" übersetzen lässt. Und
in der Tat sollen hier in Kooperation mit Zoz große Mengen Naturkautschuk aus den Wurzeln von Löwenzahn
(lat.: Taraxacum) gewonnen werden.
© Zoz GmbH
Ministerin Prof. Wanka und Prof. Zoz mit dem
In Sachen FuturZement|FuturBeton (Brücke Rosenthal in Olpe, 12to Balustrade in Siegen), setzt Zoz auf Expertise-Generierung auf der Betonseite und stellt jeden Montag eine Adler-Skulptur her. Aufgrund der "superaktivierten" GGBS-Phase mit resultierender extrem hoher Hydrationskinetik / Frühfestigkeit wird nach wenigen
Stunden ausgeschalt. Bei beiden Ministerbesuchen wurden jeweils ein Adler zeitgenau gegossen, so dass die
Ausschalung "unter den Augen" von statten ging. Der Adler aus 152 kg Superbeton ist in "natur" oder "vergoldet" erhältlich. Zwei Exemplare sollen bald die Zaunanlage am ZCS an der Siegener Hauptverkehrsstraße
schmücken, einer soll auf der Hannovermesse Frau Ministerin Wanka übergeben werden, da FuturBeton aus
einem BMBF-Projekt resultiert.
ProgressReport FuturBeton
Zum weiteren Zoz-Kernthema, den H2-Feststoffspeichern inklusive Tankbau (H2Tank2Go®) und H2-Antriebsentwicklung, existiert mittlerweile der Prototyp des IronBird/Stromkoffers per dem jedes batterieelektrifizierte ZEV mit vergleichsweise kleinem Aufwand in ein H2-Fahrzeug interurban und H2-autark aufgerüstet
werden soll. Enttäuschende Nachrichten gibt es in Sachen Zoz-ZEV-Flotte. Bis heute konnte kein innovationsbereiter Versorger gefunden werden, um an vorhandenen 10 exponierten Standorten je eine simple
Stromladesäule zu unterhalten (Phase I, in Phase II dann H2-Tank2Go®-Tauschautomaten). Zoz hat die ersten 4
"Strompfosten" mittlerweile selber gebaut und die 10 ZEV's wurden im ersten Jahr ca. 50.000 km gefahren.
© Zoz GmbH
Zoz-FuturBeton-Adler, Version "vergoldet"
Dennoch wird die Flotte dieses Jahr um 2 Hyundai ix 35 FuelCell erweitert. Zoz hat insofern 2 der in Deutschland 10 EU-cofinanzierten Fahrzeuge mit einer 90kW PEMFC bestellt. Das geschieht um im Szenario "Power
to Gas to Fuel" (P2G2F®) resultierend in der "blauen Oase Sauer-Siegerland" weiterzukommen, das geschieht
aber auch, um den infrastrukturellen Vorteil von Feststoff- vs. Druckgasspeichern zu demonstrieren. Am ZTC
ist dazu jedenfalls die mit ca. 0,2 MW größte der 7 PV-Anlagen von Zoz-Energy installiert und ein 40 kW
McPhy-Elektrolyseur wartet darauf, ca. 8.000 NL H2/h herstellen zu können, für den es aber derzeit keinen
Abnehmer gibt (ZEV-Flotte Phase II). Derzeit versucht Zoz a) eine CEP-H2-Tankstelle nach Siegen oder Olpe
zu holen und prüft b) die Möglichkeit, Feststoffspeicher quasi als "H2-Pumpe" zur Erzeugung eines hohen
Druckes umzufunktionieren um damit die Betankung der beiden H2-Hyundai zu realisieren.
Zoz Group
Prof. Dr. Henning Zoz
[email protected]
www.zoz.de
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Niedersächsischer Innovationsverbund – Nanostrukturierte
Kompositmaterialien (NANOKOMP)
Im EFRE-geförderten Innovationsverbund „Nanokomp“ bündelten seit dem Jahr 2012 Institute der
drei niedersächsischen Universitäten Clausthal,
Hannover und Braunschweig ihre Kompetenzen
im Bereich der Verfahrenstechnik, Produktionstechnik und Chemie, um ihr Wissen im Bereich
der Nanokompositmaterialien zu erweitern und
gemeinsam mit kleinen und mittelständischen
Unternehmen auf wirtschaftlich relevante Produkte zu übertragen. Geleitet wurde der Innovationsverbund vom Institut für Partikeltechnik der
TU Braunschweig (Prof. Dr.-Ing. Arno Kwade und
Dr.-Ing. Carsten Schilde). Die Forschungsarbeiten innerhalb des Innovationsverbundes wurden
nach einer Förderzeit von 34 Monaten am 01.
Oktober 2014 mit einem von der Landesinitiative
Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen
organisierten Abschlusskolloquium im Braunschweiger Haus der Wissenschaft abgeschlossen.
Im Rahmen des Verbundprojektes bearbeiteten
wissenschaftliche Mitarbeiter verschiedene Aspekte entlang der Prozesskette im Bereich nanopartikel-verstärkter Beschichtungen, Klebstoffe
und Komposite. Hierbei wurden die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Prozessschritten
und der Einfluss der Parameter der einzelnen Prozessschritte auf die Produkteigenschaften in drei
Arbeitskreisen aufgeklärt.
Im Arbeitskreis „Beschichtungen“ wurden vom
Institut für Partikeltechnik, zusammen mit den Instituten für Technische Chemie und Anorganische
Chemie von der LU Hannover, photokatalytisch
aktive sowie easy-to-clean Effekte untersucht. Im
Arbeitskreis „Strukturen“ vom Institut für Partikeltechnik, zusammen mit dem Deutschen Zentrum
für Luft- und Raumfahrt und dem Institut Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Claus-
thal, standen die Verarbeitung, Reaktionskinetik,
der Matrixschwund und die mechanischen Eigenschaften von Kompositstrukturen beispielsweise
für den Flugzeug- und Schiffbau im Fokus. Der Arbeitskreis „Klebstoffe“ vom Institut für Füge- und
Schweißtechnik der TU Braunschweig beleuchtete die Verarbeitung von magnetischen Partikeln
in Kompositklebstoffen hinsichtlich der späteren
elektrischen und mechanischen Eigenschaften in
der ausgehärteten Klebeverbindung. Hierüber hinaus wurden in der technischen Chemie Hannover die Nanopartikel, Nanosuspensionen und die
nanopartikel-verstärkten Produkte entlang der
Prozesskette auf ihre Toxizität gegenüber menschlicher Zellen untersucht. Unter anderem konnten
im Rahmen des Verbundes ein hochgefülltes,
extrem leitfähiges Kompositmaterial mit guten
Eigenschaften in Bezug auf Mechanik und Wärmeausdehnung mit der Firma Invent GmbH sowie
eine Easy-to-clean-Beschichtung mit der Firma
Büfa Gelcoat GmbH entwickelt werden.
Innerhalb des Verbundes wurde ein Werkzeugkasten an Methoden und Verfahren für die Verarbeitung von nanostrukturierten Kompositmaterialien
in industriellen Anwendungen erarbeitet. Die
Ergebnisse, erarbeitete Methoden und Technologien, des Verbundes sollen vor allem kleineren
Unternehmen die Möglichkeit eröffnen, mit vergleichsweise geringem Aufwand das Potential von
Nanopartikel-verbesserten oder neu geschaffenen
Eigenschaften in ihren Produkten bewerten und
innovative Produkte realisieren zu können.
Im Rahmen des Verbundes wurden Möglichkeiten zur gezielten Anpassung der Partikelgröße,
-größenverteilung und deren Oberflächen an
die Matrix sowie die geforderten Produkteigen-
schaften erarbeitet. Zudem wurde ein Screening
zur schnellen Anpassung der Partikelgrößenmessung etabliert, über die die Charakterisierung der
dispersen Eigenschaften während des Verarbeitungsprozesses garantiert werden kann. Eine derartige statistisch abgesicherte und systematische
Herangehensweise zur Charakterisierung der
dispersen Eigenschaften von Kompositmaterialien ist notwendig zur Beurteilung der Ergebnisse
untereinander. Für die Einarbeitung der Nanopartikel in die Suspension bzw. in die Harze wurden
abhängig von der Art und Viskosität der Matrix
sowie Art und Ansatzmenge der Nanopartikel
Prozessfenster für die unterschiedliche Prozessketten im Rahmen des Verbundes definiert. Für
die niedersächsischen Unternehmen bedeutet
dies eine schnelle und gezielte Anpassung nanopartikulärer Systeme an die verwendete Matrix und anwendungstechnischen Eigenschaften
sowie eine Qualitätskontrolle für Produkt und
Verarbeitungsprozess. Zudem ist mit dem entwickelten Zell-Screening-System das Ziel erreicht
worden, die toxikologische Wirkung für die wichtigsten humanen Zelltypen bei der Verarbeitung
nanopartikulärer Produkte bewerten zu können.
Dies ermöglicht eine frühzeitige Gefährdungsanalyse des Verarbeitungsprozesses und späteren
Produktes, woraus die Umsetzbarkeit sowie Verarbeitungsrichtlinien für ein neues nanopartikelbasiertes Produkt abgeleitet werden können.
Auf Basis dieser Erkenntnisse sind bereits weiterführende Projekte zwischen den Verbundpartnern,
wie beispielsweise die von der DFG geförderte Forschergruppe 2021 „Wirkprinzipien nanoskaliger
Matrixadditive für den Faserverbundleichtbau“ sowie Projekte zwischen den mittelständischen Unternehmen und den Instituten hervorgegangen.
© Invent GmbH, Stefan Linke
hochgefüllte CNT Kompositmaterialien mit guter Leitfähigkeit,
Wärmeausdehnung und mechanischen Eigenschaften
© DLR, Institut für
Faserverbundleichtbau
und Adaptronik
Nanokomp Innovationsverbund
Dr. Carsten Schilde
[email protected]
www.nmn-ev.de/nanokomp/netzwerk
© Institut für Technische Chemie, Hannover, Franziska Sambale
Viabilität von Zellen auf einer Kompositprobe (Morphologische
Kohlenstofffaser- und Nanopartikel-verstärkter Kompositwin-
Änderungen A549 Zellen
kel (Winkel und Form)
25
Ligandenfreie Nanopartikel: Herstellung und Nutzen in
Medizinprodukten und Katalysatoren
Das Anwendungspotential von Nanopartikeln
wird erst durch spezielle Funktionalisierungen zunehmend ausgeschöpft. Nach wie vor
mangelt es jedoch an Methoden, Nanopartikel
effizient mit Funktionsmolekülen zu versehen
und somit neue Funktionen in Materialien und
Produkte zu integrieren. Ein wichtiger Aspekt
für anspruchsvolle und hochwertige Anwendungen aus der Medizin- und Energietechnik
ist dabei gleichzeitig die Reinheit der Partikel.
Herstellbar sind reine, ligandenfreie Nanopartikel auf physikalischem Weg durch einen Laserabtrag in Flüssigkeit direkt aus Festkörpern.
Die so produzierten Kolloide sind vollkommen
frei von Reaktionsresten oder Liganden und
daher hochaktiv. Sie lassen sich als "nackte
Bausteine" gezielt mit Biomolekülen oder Katalysatorträgern mit hohen Ausbeuten hybridisieren und somit in einem weiten Feld von
Anwendungen in der Biomedizin und Katalyse einsetzen. Die Aktivität der ligandenfreien
Nanopartikel-Oberflächen ist beispielsweise
für die Biomolekül-Konjugationseffizienz, die
sperrschichtfreie Elektrodeposition sowie die
Partikel-Trägerung zur heterogenen Katalyse
nützlich.
Insbesondere zur Entwicklung von heterogenen Nanopartikelkatalysatoren ist diese Synthesetechnik prädestiniert. Die Materialreinheit führt zu einer signifikanten Steigerung der
Sorptionseffizienz des Partikels, und es werden keine zusätzlichen Reinigungsschritte benötigt. Übliche Reinigungsmethoden umfassen eine thermische Behandlung (Kalzination),
die dafür bekannt ist, die Nanopartikelgröße
zu verändern, ein Sintern von Nanopartikeln
auf der Oberfläche des Trägers hervorzurufen
und die katalytische Aktivität des Nanopartikels zu verringern. Lasergenerierte Partikel
dagegen weisen aufgrund von Oberflächendefekten, die durch hohe Temperaturen und
Druck während der Laserablation entstehen,
eine elektrische Oberflächenladung auf, die
zu einer elektrostatischen Stabilisierung ohne
den Einsatz von Liganden führt. Die Partikel
lassen sich mit 20fach höheren Abscheidungseffizienzen als bei klassischen, zitratstabilisierten Nanopartikeln auf Trägeroberflächen
abscheiden.
Jedoch kann nicht nur die Oberfläche der
Nanopartikel auf den optimalen Einsatz abgestimmt werden, sondern auch das Nanopartikel selbst. Wie in der Makrowelt können
mittels Legierungen zwei Eigenschaften in
einem Material vereinigt werden. Ein Beispiel
ist Platin, das sich mit mischbaren Elementen
legieren lässt, indem für die Laserablation entsprechende Ausgangslegierungen verwendet
werden. Zusätzlich zur Gold-Legierung von
Platin, die für die Katalyse relevant ist, wird
für Platin-Elektroden häufig eine Legierung
mit Iridium eingesetzt. Da aus der Laserablation eine Partikelladung hervorgeht, können
diese Nanopartikel mittels Elektroabscheidung
z.B. auf Platin-Iridium-Elektroden aufgebracht
werden. So wird eine nanoskalige Oberflächentopographie erzeugt, ohne die Substratoberfläche chemisch zu verändern.
Nanopartikel ohne Liganden, die über ein
Laserabtragsverfahren auf physikalischem
Weg erzeugbar sind, bieten somit neue Möglichkeiten in der Nanotechnologie, sogar für
„etablierte“ Materialien wie Platin, Palladium,
Gold oder Silber, sowie zudem einen Zugang
zu homogen legierten Nanopartikeln wie PtIr,
FeNi oder AuAg mit exakt definierter Materialzusammensetzung. Die Oberflächen von
ligandenfreien Nanopartikeln können mit unterstützenden Trägern oder funktionalisierten
Molekülen verbunden werden. Damit werden
die Partikel zu „Bausteinen“ für sehr unterschiedliche Anwendungsfelder in der Nanotechnologie, etwa in der Katalyse oder in der
Biotechnologie.
© Particular GmbH
Prinzip der Konjugation von Nanopartikeln mit Funktionsmolekülen (Particular GmbH)
© Particular GmbH
Nanopartikelbeschichtetes Mikropartikel
Particular GmbH
Dr.-Ing. Niko Bärsch
[email protected]
www.particular.eu
Dr.-Ing. Niko Bärsch, Particular GmbH, Langenhagen
Prof. habil. Dr.-Ing. Stephan Barcikowski, Lehrstuhl für
Technische Chemie I, Universität Duisburg-Essen
Universität Duisburg-Essen
Prof. habil. Dr.-Ing. Stephan Barcikowski
[email protected]
www.uni-due.de
26
8. Nano und Material Symposium Niedersachsen findet am
25. + 26. November 2015 mit den Kooperationspartnern der
Salzgitter AG und der Volkswagen AG statt
Das Symposium ist die Jahresveranstaltung der Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen und findet am 25. + 26. November 2015 unter dem Leitthema "Material- und Prozessinnovationen für eine ressourcenschonende Mobilität" statt.
Das Expertenforum setzt sich zusammen aus einem thematisch gegliederten Vortragsprogramm mit
Fokus auf „Neue Materialien“, „Leichtbau“ und „Oberflächen" sowie einer exklusiven Auftaktveranstaltung mit und bei den Kooperationspartnern der Salzgitter AG und der Volkswagen AG. Ergänzend
findet eine begleitende Fachausstellung statt, in der Unternehmen und Institute ihre branchenübergreifenden Dienstleistungen und Produkte rund um das Thema Material- und Prozessinnovationen
präsentieren werden.
Das Pre-Programm kann online eingesehen werden:
www.nmn-ev.de/symposium/early-bird-2015
Auszug aus dem Fachprogramm 2015
Session Neue Materialien:
„Neue Materialien durch innovative Prozesstechnologien“
Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Spitzer (Technische Universität Clausthal)
Session Leichtbau:
„Intelligenter Fahrwerkleichtbau mit Hilfe innovativer Simulationstechniken“
Dr. Holger Manz (Volkswagen AG, Braunschweig)
Session Oberflächen:
„Innovative Oberflächenfeinstruktur“
Dr. Martin Bretschneider (Salzgitter AG, Salzgitter)
Eine Anmeldung als Teilnehmer zum Symposium 2015 ist ab sofort möglich. Frühentschlossene profitieren von attraktiven Sonderkonditionen bei Buchung bis zum 19.12.2014. Anmeldemöglichkeiten
und weitere Informationen stehen online zur Verfügung: www.nmn-ev.de/symposium/early-bird-2015
8. Nano und Material Symposium Niedersachsen
25.-26. November 2015
Hotel am See, Gästehaus der Salzgitter AG
Kampstraße 37
38226 Salzgitter / Lebenstedt
Nano- und Materialinnovationen
Niedersachsen e. V.
c/o innos - Sperlich GmbH
Dr.Nadine Teusler
[email protected]
www.nmn-ev.de
© NMN e. V.
9TH INTERNATIONAL
CFK-VALLEY STADE CONVENTION
16–17 June 2015, STADEUM Stade (Germany)
INDUSTRY 4.0
Ta
k
Nächste Ausgabe April 2015
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FOR COMPOSITES
...in den Zielfeldern Neue
Materialien,
Leichtbau und Oberflächen
Die Landesinitiative Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen (NMN) unterstützt
kleine und mittlere Unternehmen sowie
Foschungsinstitutionen bei der Realisierung
anwendungsorientierter Projektvorhaben.
www.nmn-ev.de
Nano- und Materialinnovationen Niedersachsen e. V.
c/o innos - Sperlich GmbH · Bürgerstraße 44/42 · 37073 Göttingen
Tel. +49 551 49607-0 · Fax +49 551 49607-49 · [email protected]