Schlagwort: Materialien

Revolution in der Materialtechnik
Epoxidharze sind unverzichtbar für zahlreiche industrielle Anwendungen, von Klebstoffen über Beschichtungen bis hin zu Verbundwerkstoffen. Während herkömmliche Zweikomponenten-Epoxidharze genaues Mischen und schnelle Verarbeitung erfordern, bieten 1-K-Epoxidharze eine vereinfachte Handhabung und konstante Qualität.

Doch bisherige Lösungen hatten Schwächen. Sie waren oft nur bei niedrigen Temperaturen lagerfähig und wiesen unzureichende flammhemmende Eigenschaften auf. Dies schränkte ihre Einsatzmöglichkeiten in sicherheitskritischen Bereichen wie der Bau-, Elektronik- und Telekommunikationsbranche ein.

Durchbruch aus Korea
Ein Forschungsteam des Korea Institute of Science and Technology in Zusammenarbeit mit der Sungkyunkwan University hat diese Hürden überwunden. Unter der Leitung von Dr. Jaewoo Kim und Professor Chongmin Koo entwickelten sie die «Epoxy/MXene One-Component Solution», eine Kombination aus Epoxidharz, einem neuartigen latenten Härter und dem zweidimensionalen Nanomaterial MXene.

Diese Innovation ermöglicht eine Lagerstabilität von über 180 Tagen bei 60 °C, ein bedeutender Fortschritt im Vergleich zu bisherigen Produkten, die bereits bei Raumtemperatur von 25 °C innerhalb von 40 Tagen ihre Eigenschaften verlieren.

MXene als Schlüssel für Stabilität und Sicherheit
MXene, ein hochmodernes Nanomaterial, verbessert nicht nur die thermische und mechanische Beständigkeit, sondern trägt auch entscheidend zur Flammhemmung (V0-Klasse) und elektrischen Leitfähigkeit des neuen Epoxidharzes bei. Dies eröffnet vielfältige Anwendungen in der Hochleistungsindustrie, insbesondere für elektromagnetische Abschirmmaterialien, industrielle Beschichtungen und Klebstoffe.

Industrieanwendungen und Zukunftspotenzial
Die Kombination aus verlängerter Haltbarkeit, verbesserten Sicherheitsmerkmalen und einfacher Handhabung macht das neue 1-K-Epoxidharz besonders attraktiv für Branchen mit hohen Anforderungen an Materialstabilität und Brandschutz.

Denkbare Einsatzgebiete
- Elektronik: Schutzbeschichtungen für Bauteile und Leiterplatten
- Bauindustrie: Flammhemmende Klebstoffe für Sicherheitsanwendungen
- Telekommunikation: Hochleistungsmaterialien für Antennen und Abschirmgehäuse
Mit dieser Innovation könnte das südkoreanische Forschungsteam die Materialtechnik nachhaltig beeinflussen und neue Standards für Einkomponenten-Epoxidharze setzen.
Januar 2025
KI beschleunigt Perowskit-Solarzellen für den Massenmarkt

Perowskit-Solarzellen erreichen bereits Wirkungsgrade von über 26% und sind dabei leicht, flexibel und kostengünstig herstellbar. Sie gelten als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Silizium-Modulen. Doch Herausforderungen wie Langzeitstabilität und Skalierbarkeit stehen der industriellen Nutzung noch im Weg.

KI als Schlüssel zur Produktionsoptimierung
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erforscht, wie maschinelles Lernen den Herstellungsprozess von Perowskit-Zellen verbessern kann. Deep-Learning-Modelle analysieren Materialeigenschaften in Echtzeit und optimieren die Parameter für maximale Effizienz.

Fehler erkennen, bevor sie entstehen
Mithilfe von In-situ-Bildgebungstechniken überwacht KI die Dünnschichtbildung und erkennt Fehler frühzeitig. So können Prozessabweichungen sofort korrigiert und teure Ausschussproduktionen vermieden werden.

Simulationen für maximale Effizienz
Durch KI-gestützte Simulationen lassen sich Produktionsbedingungen präzise anpassen. Besonders die Steuerung der Vakuumabschreckzeit spielt eine entscheidende Rolle. Die KI optimiert diesen Prozess, um die bestmögliche Materialstruktur zu gewährleisten.

Der Weg zur Marktreife
Die KIT-Studie zeigt, dass KI ein entscheidender Treiber für die Weiterentwicklung der Perowskit-Photovoltaik ist. Die Technologie könnte den Solarenergiemarkt revolutionieren und mit KI schneller denn je industriell nutzbar werden.

Januar 2025
Empa entwickelt recycelbaren Kunststoff für die Industrie

Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben eine neue Art von Kunststoff entwickelt. Ihr Epoxidharz lässt sich sowohl reparieren als auch wiederverwerten. Das ist einer Medienmitteilung zufolge ein Novum. Bisher war die Wiederverwertung bei Epoxidharzen nicht möglich. Bei dieser Art von Kunststoffen sind die Polymerketten engmaschig miteinander vernetzt, was das Schmelzen verunmöglicht. „Haben sie einmal ausgedient, werden sie verbrannt oder in Deponien entsorgt”, erklärt Wenyu Wu Klingler vom Empa-Labor Advanced Fibers in St.Gallen.

Epoxidharze haben allerdings ausgezeichnete mechanische und thermische Eigenschaften, wie die Empa in ihrer Mitteilung schreibt. Entsprechend werden sie vielseitig in der Industrie eingesetzt – etwa bei der Herstellung von Bauteilen für Flugzeuge, Autos, Züge, Schiffe und Windkraftanlagen.

Mit dem besonderen Epoxidharz der Empa soll also unter anderem der Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen in der Industrie nachhaltiger werden. „Die Herstellung von Kohlenstofffasern benötigt sehr viel Energie und setzt enorm viel CO2 frei”, erklärt Sabyasachi Gaan vom Empa-Labor Advanced Fibers. Wenn sie nach ihrer Nutzung in den Stoffkreislauf zurückgebracht werden können, könne der ökologische Fussabdruck verbessert und auch der Preis gesenkt werden, so Gaan.

Faserverstärkte Kunststoffe, wie sie im Bau von Flugzeugen, Zügen, Booten, Autos und Velos eingesetzt werden, sind laut der Empa aber nicht die einzige Anwendung für den neuen Kunststoff. Er könnte beispielsweise zur Beschichtung von Holzböden eingesetzt werden – als eine transparente, widerstandsfähige Schicht, die gute flammhemmende Eigenschaften aufweist.

August 2023
Holcim kauft Minerales y Agregados in Guatemala

Holcim weitet sein Engagement in Mittelamerika aus. Der Baustoffproduzent mit Hauptsitz in Zug gründet mit dem Kauf des Unternehmens Minerales y Agregados seine erste Niederlassung in Guatemala. Die übernommene Firma hat laut einer Medienmitteilung ihren Sitz in Sanarate und ist spezialisiert auf die Herstellung und Lieferung von Mörtel und anderen Lösungen für die Bau- und Landwirtschaft. Minerales y Agregados wurde im Jahr 2014 von der Familie Coronado gegründet.

„Mit Minerales y Agregados bauen wir unsere geografische Präsenz weiter aus und erweitern gleichzeitig unser Angebot an modernen Baulösungen. Der Bausektor in Guatemala ist hoch spezialisiert und verlangt nach Lösungen von Weltklasse“, wird Oliver Osswald zitiert, Leiter der Region Lateinamerika bei Holcim. „Minerales y Agregados ist eine perfekte Ergänzung, die uns hilft, diese Anforderungen zu erfüllen“, so Osswald weiter.

Mit der Produktionsstätte von Holcim in Guatemala soll das Angebot von „Solutions & Products“ in der Region um einen neuen Geschäftszweig erweitert werden, heisst es in der Mitteilung. Holcim erwarte Synergien durch die Ausweitung des Angebots von Minerales y Agregados durch Zulieferung aus seinen Werken in Metapán in El Salvador, sowie durch die Ausweitung des Angebots an modernen Mörteln und Klebstoffen aus der zur Holcim Gruppe gehörenden Lieferkette Disensa. Dazu gehören mehr als 1000 Einzelhandelsgeschäfte in ganz Lateinamerika.

Mit dieser Akquisition treibe Holcim seine „Strategie 2025 – Beschleunigung des grünen Wachstums“ voran, heisst es in der Firmenmitteilung. Diese Strategie ziele darauf ab, das Geschäft mit Lösungen und Produkten (Solutions & Products) bis 2025 auf 30 Prozent des Konzernnettoumsatzes auszuweiten.

Juni 2023
BAU feiert gelungenes Comeback

„Die BAU hat erneut bewiesen, dass sie die wichtigste Bühne für Innovationen und Premieren im Bausegement ist und bleibt. Trotz der vierjährigen Zwangspause präsentierten sich so viele Firmen wie noch nie in München. Damit wird der sehr positive Zuspruch zu Fachmessen und insbesondere zu Weltleitmessen, wie er sich schon in 2022 gezeigt hat, untermauert,“ bilanzieren die beiden Messechefs Reinhard Pfeiffer und Stefan Rummel die BAU 2023.

Zustimmung zu einer sehr gelungenen BAU kommt von Dieter Schäfer, Vorsitzender des Ausstellerbeirats der BAU: „Mit der Verlegung der BAU 2023 in den April haben wir alles richtig gemacht. Voll belegte Hallen und ein hoher internationaler Besucheranteil unterstreichen die Relevanz der BAU. Umso wichtiger war es, dass die Messe nach über vier Jahren wieder stattgefunden hat. Künftig kehrt die BAU wieder zum gewohnten Januartermin zurück.“

Von den Neuheiten und Trends im Bauwesen machte sich neben der Bundesbauministerin Klara Geywitz auch Bayerns Wirschaftsminister Hubert Aiwanger ein Bild auf der BAU: „Die größte Bau- und Architektenmesse ist eine erfolgreiche Netzwerkplattform für Planer und Bauhandwerker. Wir brauchen gerade die dort präsentierten Innovationen, wie man Klimaschutz und die Herausforderungen wie bezahlbares Bauen und Wohnen in Einklang bringen kann. Die Messe steht für Fortschritt, Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit und stellt die Weichen in der Gebäude- und Stadtplanung auf Zukunft.“

Für Felix Pakleppa, Hauptgeschäftsführer des Zentralverbands des Deutschen Baugewerbes sendet die BAU nach der langen Zwangspause ein richtungsweisendes Signal in die Baubranche: „Mit den Leitthemen Digitale Transformation, Zukunft des Wohnens, Ressourcen und Recycling sowie dem Modularen Bauen wurden die aktuell größten Herausforderungen und Trends perfekt abgesteckt. Damit bietet die BAU auch in diesem Jahr eine großartige Plattform, um Zukunftsperspektiven zu schaffen.”

Die Rückkehr nach über vier Jahren bewertet Katharina Metzger, Präsidentin des Bundesverbands Deutscher Baustoff Fachhandel, ebenfalls als geglückt: „Wir sind mehr als zufrieden mit der BAU 2023, denn eine so wichtige Branche kann es sich nicht leisten, sechs Jahre ohne Messeplattform zu sein. Auch, wenn wichtige Hersteller für unsere Fachhändler mit ihren Handwerkern leider diesmal nicht mit an Bord waren, hoffen wir, dass wir 2025 im Januar wieder mit der alten Präsenz der Lieferanten rechnen können.”

Die wichtige Bedeutung des persönlichen Austauschs betonte Andrea Gebhard, Präsidentin der Bundesarchitektenkammer: „Die BAU 2023 spiegelt die aktuellen Fragen der Baubranche wider. Sie ist der ideale Treffpunkt für Architekten und Planer, um sowohl über innovative Materialien der Zukunft als auch über gesellschaftliche Themen wie bezahlbaren Wohnraum zu diskutieren.“

BAU-Projektleiter Matthias Strauss blickt bereits auf die kommenden Veranstaltungen im BAU Network: „Nach der erfolgreichen BAU freut sich das gesamte Team schon sehr auf die digitalBAU conference & networking Premiere im kommenden Juli sowie auf die nächste digitalBAU im Februar 2024.“

Internationalität der Besucher erreicht Rekordwert
An der Spitze des internationalen Besucherrankings der BAU stehen Österreich, Italien und die Schweiz. Dank starker Zuwächse belegen Polen und die Türkei Platz Vier und Fünf. Insgesamt liegt der internationale Anteil bei fast 80.000 Besuchern. Das entspricht 40 Prozent der Gesamtbesucherzahl und markiert einen Rekordwert. Prozentual liegt die Internationalität damit noch ein gutes Stück über dem bisherigen Rekordergebnis aus dem Jahr 2019 (37 Prozent).

Besonders hervorzuheben ist die Anzahl der chinesischen Besucherinnen und Besucher. Mit 1.600 Personen zählt China zu den Top 10 Besucherländern der BAU 2023. Eine positive Überraschung, nachdem die Corona-Beschränkungen für Reisen von China ins Ausland erst kürzlich gelockert wurden.

Mai 2023
Rechner von Madaster zeigt CO2-Fussabdruck von Gebäuden

Die Madaster Services Schweiz AG hat einen CO2-Rechner aufgelegt. Mit dessen Hilfe lässt sich laut einer Medienmitteilung das in einem Bauwerk gebundene CO2 auf Knopfdruck bestimmen. Der CO2-Rechner kann sowohl bei neuen als auch bei Bestandsimmobilien zum Einsatz kommen.

Die Informationen schöpft der CO2-Rechner aus Modellen des sogenannten Building Information Modeling (BIM) mit maschinell auslesbaren Umwelt-Produkt-Daten. Dabei werden alle relevanten Bauwerksdaten digital modelliert, kombiniert und erfasst. Diese Daten werden in Zusammenarbeit mit der in Deutschland ansässigen EPEA GmbH (Environmental Protection Encouragement Agency) generiert, dem Innovationspartner für umweltverträgliche und kreislauffähige Industrieprodukte, Gebäude und Stadtquartiere. Das Ergebnis wird im gängigen Format Kilogramm CO2-Äquivalent pro Quadratmeter bereitgestellt.

Madaster ist ein Online-Register für Materialien, Komponenten und Produkte in der gebauten Umgebung. Ziel von Madaster ist die Förderung der Kreislaufwirtschaft im Bau- und Immobiliensektor der Schweiz. Dafür stellt das Unternehmen Materialpässe aus. Denn „Material mit Identität behält seinen Wert“, so Madaster in einer Video-Präsentation.

Der CO2-Rechner soll für Eigentümer von Liegenschaften mehr Transparenz schaffen. Madaster rechnet damit, dass sich der CO2-Fussabdruck künftig auf die finanzielle Bewertung der Materialien auswirkt, indem die CO2-Bepreisung vom Materialwert abgezogen wird. Ausserdem, so heisst es in der Mitteilung, ermögliche dieser Rechner in Zukunft eine Kopplung des Zirkularitätsindex mit den CO2-Emissionen.

November 2022
Katalog empfiehlt Materialien gegen urbane Wärmeinseln

Der Bund hat für Neubauten und zu sanierende Gebäude ein Nachschlagewerk vorgelegt, das den Effekt von Baumaterialien auf die Hitze in städtischen und dicht besiedelten Gebieten aufzeigt. Es wurde im Auftrag des Bundesamts für Wohnungswesen (BWO) von der Fachhochschule Nordwestschweiz erstellt.

Der Katalog vergleicht laut einer Medienmitteilung des BWO Materialien für den Aussenbereich wie Bodenbeläge und Fassaden und legt ihre Auswirkung auf die Aussentemperatur dar. Er berücksichtigt auch andere Eigenschaften der Materialien, etwa wie sie Sonnenlicht reflektieren oder wieviel Wasser Bodenbeläge versickern lassen.

Das BWO ruft Planende, Bauträger und Hausbesitzende dazu auf, diesen Materialkatalog bei der Wahl geeigneter Materialien zu Rate zu ziehen. Ausserdem lädt das Amt die Wissenschaftsgemeinschaft ein, die Thematik weiterzuentwickeln und zu erforschen. Denn laut neuester Klimaszenarien werden die durchschnittlichen Temperaturen in der Schweiz bis 2060 um 2,5 bis 4,5 Grad höher liegen als im Zeitraum von 1981 bis 2010. Dies bedeute, dass die Gebäude, die heute gebaut oder saniert werden, das Mikroklima von morgen prägen.

Juni 2022
Blick in die Zukunft der Bau-Technologie

Von der Idee bis zur marktfähigen Innovation ist es ein weiter Weg – insbesondere im Bauwesen. Zwischen Technologien, die im Labor funktionieren, und dem Markt, der ausgereifte und zuverlässige Produkte verlangt, klafft eine Lücke. Diese Lücke will das modulare Forschungs- und Innovationsgebäude NEST der Schweizer Forschungsinstitute Empa und Eawag schliessen.

Das NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technologies) wurde 2016 eröffnet und steht auf dem Empa-Campus in Dübendorf. Das Gebäude besteht aus einem Gebäudekern mit drei auskragenden Plattformen. Darauf lassen sich temporäre, thematisch unterschiedliche Gebäudemodule, sogenannte Units, installieren. Auf diese Weise können im NEST Forscherteams, Architekturbüros und Unternehmen aus der Baubranche zusammen Materialien, Technologien, Produkte, Energiekonzepte und Nutzungskonzepte testen und weiterentwickeln. Im Sinne eines «Living Lab» sind die installierten Units real genutzte Wohn- und Arbeitsumgebungen.

Auf der obersten Plattform des NEST befindet sich zurzeit die Unit «HiLo» im Bau. Der Baustart erfolgte im Sommer 2019. Die Unit soll die Möglichkeiten im Leichtbau demonstrieren. Neben einer innovativen Dachkonstruktion kommen materialsparende Leichtbau-Böden sowie eine adaptive Solarfassade zum Einsatz. Während des Betriebs soll die Gebäudetechnik mithilfe von Machine-Learning laufend optimiert werden. Am 6. Oktober 2021 wird die Unit offiziell eröffnet.

In Planung ist zudem die zweistöckige Unit «STEP2». Wirtschafts- und Forschungspartner realisieren sie gemeinsam in einem Open-Innovation-Ansatz. Nach ihrer Fertigstellung, die auf Sommer 2022 geplant ist, soll sie als interdisziplinäre Innovationswerkstatt und Büroumgebung dienen. Zu den zentralen Projekten der Unit gehören etwa eine Wendeltreppe in Form einer menschlichen Wirbelsäule, eine Gebäudehülle, die sich den äusseren Bedingungen anpasst sowie eine mit 3D-Druck hergestellte Geschossdecke.

Oktober 2021