Der bereits einsetzende Klimawandel muss so gering wie möglich gehalten werden. Neue Materialien leisten einen wichtigen Beitrag zum Energie und Ressourcen schonenden Wirtschaften. Vor allem der effizientere Einsatz bekannter Werkstoffe durch neue Fertigungsprozesse und konsequentes Wiederverwenden von gebrauchten Materialien stehen dabei im Mittelpunkt.
Die Natur ist ein hervorragender Lehrmeister, wenn man sie verstehen lernt. „Bionik“ bezeichnet die Verbindung von Biologie und Technik. In der Natur beobachtete Strukturen und Verhaltensweisen bilden die Vorlage für technische Produkte.
Beispiele, die uns teilweise bereits im täglichen Leben begegnen, sind der Lotus-Effekt für selbst reinigende Oberflächen, hoch reißfeste synthetische Spinnenseide oder die Nachbildung hervorragend haftender Geckofüße, die sich trotzdem jederzeit leicht lösen lassen.
Eine Renaissance erfahren derzeit die natürlichen Rohstoffe. Der Einsatz von Naturfasern für Kompositwerkstoffe, Kunststoffe auf Holzbasis oder Pflanzenöl aus Biomasse stehen erst am Anfang ihrer Entwicklung. Vor Kurzem wurde die erste Fabrik in Betrieb genommen, die wettbewerbsfähige Kunststoffe aus Pflanzen herstellt. Umgekehrt lassen sich durch „Degradation“ Kunststoffabfälle wieder in ihre Bestandteile zerlegen und so einem neuen Lebenszyklus zuführen.
Neue Werkstoffe hingegen helfen Katalysatoren und Abgasfilter weiter zu verbessern, um einerseits die Abscheiderate zu erhöhen, andererseits dem Abgasstrom weniger Widerstand entgegen zu setzen. Sie können auch dabei helfen Kohlendioxid abzuscheiden, um es beispielsweise in unterirdische Kavernen zu verpressen und so der Atmosphäre zu entziehen.
Erfolg hat in Zukunft nur, wer technische Innovationen möglichst wirtschaftlich und umweltgerecht in Produkte und Verfahren umsetzen kann. Materialien verschlingen im verarbeitenden Gewerbe mittlerweile etwa das Doppelte der Personalkosten. Gefragt sind deshalb Technologien, die die natürlichen Ressourcen schonen, dabei aber die Produktivität steigern bzw. Kosten senken helfen. Zu beiden Zielsetzungen können innovative Werkstoffentwicklungen einen erheblichen Beitrag leisten.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt im Rahmenprogramm „Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft – WING“ FuE-Projekte zum Einsatz von Nanotechnologie in der Umwelttechnik, aber auch zur Untersuchung der Auswirkungen synthetischer Nanopartikel und Nanomaterialien auf die Umwelt („NanoNature“).
