大自然的智能推动材料研究

材料科研人员戈特是马格德堡–施滕达尔应用技术大学工程学/可再生原材料技术研发中心发言人。©Kathrain Graubaum

马格德堡–施滕达尔应用技术大学的工业实验室正在研究用可再生原材料制造材料。

在研究和开发轻型智能材料的过程中,天然纤维以其良好的生命周期评价日益变得更加重要。马格德堡–施滕达尔应用技术大学的工程学/可再生原材料技术研发中心聚焦于纤维聚合物复合材料——具有全新特性的材料。

“马拉松界兴奋地期待着能迎来第一位在两小时内跑完全程的运动员。”佩特·戈特(Peter Gerth)对此很了解,并非因为他自己是顶尖的赛跑运动员,而是因为他是材料研究员。戈特说,轻盈而智能的鞋底将对打破纪录作出决定性的贡献。这位科研人员非常清楚自己在说什么。他是工程学/可再生原材料技术研发中心的发言人。该中心是马格德堡–施滕达尔应用技术大学的一间工业实验室,其科研工作特别关注生物材料。戈特说,在不断发展先进技术的过程中,大自然中还有许多潜能可以挖掘,并再次谈及“智能鞋底”。“DiaBSmart”是欧盟的一个科研项目。来自印度、西班牙、英国和德国医学界、工业界和科研界的伙伴在项目中开发一种新型的糖尿病人鞋。智能鞋底旨在弥补糖尿病人受损的对温度的感知和疼痛感。创新型材料可以显著减轻脚部关键位置的压力。马格德堡的材料研究人员在开发工作中投入了自己的能力。

而围绕鞋子开展的材料研究的成果却表现极佳。运动鞋也要求特殊的机械特性。科研人员戈特宣布了一项新发现,用特殊的天然纤维复合材料制成的鞋底板可以将最多百分之二的能量返回给运动员。制鞋厂商对此尤为感兴趣。“在提出第一个问题‘哪位马拉松运动员将打破世界纪录’之后,紧接着便是第二个问题,他穿的是什么鞋子。”戈特说道。他确认了技术研发中心与该行业的企业有联系。

转变生态思想,开辟新业务领域

首先在地区企业中实现科学技术转移,是工程学/可再生原材料技术研发中心的固有使命。技术转移专员佩特·劳申巴赫(Peter Rauschenbach)说,马格德堡–施滕达尔应用技术大学拥有教授们联系实际的知识和装备极其先进的实验室,可以提供应用十分广泛的专门知识。他的任务是将企业的需求与大学的科研工作相结合。这包括就实验室能力提供咨询,开展联合研发项目等。“我们刚与萨克森–安哈特州的一家过滤器制造商达成了合作协议,内容涉及从废水中将微纤维过滤出来。”劳申巴赫说道,这家公司由此将开辟一个新的业务领域。戈特补充说:“恰恰在环境行为方面,科研需求在增长。企业界需要高效、生态的环保产品生产过程。材料在这方面具有重大意义。通过工业界、弗劳恩霍夫研究所和莱布尼茨研究所、高等院校的参与者,我们用天然纤维和纤维增强聚合物进行材料开发,这些材料由于其机械特性很适合于一般轻量化制造的诸多应用。”鉴于甚至在阿尔卑斯山上的雪和北极的冰中都发现了微塑料这种令人警惕的消息,他强调在材料方面要利用可再生原材料。“生物聚合物具有更好的温室气体减排效果,还能降低对原油的需求。”

由可再生原材料制成的高性能材料

技术研发中心有一个新的合作项目是研究如何通过纤维增强来优化生物聚合物的材料特性。这位材料研究员说,在这种情况下,将采用细菌以获取所需要长度和数量的纳米纤维素纤维。在马格德堡–施滕达尔应用技术大学,将首次试验此类纳米纤维素纤维的加工,并要将其加工成为复合材料的增强材料,以检验其应用技术特性。戈特说道,这种百分之百来由可再生资源组成的材料可以作为高性能涂装用于食品领域,比如在包装材料上充当“障碍”,防止水分渗出,阻止氧气进入,以保证更长的存放时间。他指出,可行性研究已有以成功完成。下一步将是细菌性纳米纤维素在工业条件下的应用。

作为技术研发中心发言人,他说:“通过这种方式,我们在萨克森–安哈特州境内不断扩建科研基础设施,并将我们的行动范围和知名度到扩大州境以外,因为含有天然纤维的复合材料适合众多用途。”技术研发中心也由此不断开辟新的应用领域,比如护理领域。戈特说,服务商已经向材料研究人员们提出了自己对特殊织物的设想。

文字/图片:Kathrain Graubaum

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