这里材料拥有智慧。

萨克森安哈特州的智能材料创意不仅仅来自于模仿自然界。

这里企业和科研界为未来材料所要求的特性寻找解决方案。这些材料也许毫不起眼,也许就在我们的日常生活之中,但是它们对于科技进步不可或缺。它们就是:智能材料。

我们可以断言:萨克森–安哈特州是智能材料的经济和知识创新地。各式各样的创新之举正在走向世界市场。

更多智能材料:数字化,科研,纳米领域和超级薄膜

智能材料,能够积极适应环境条件变化的具有智慧的材料。自然界的奇妙现象,如莲花效应、壁虎现象、鳍条效应等,常常会赋予研究和开发人员灵感,创新解决方案,开发出高科技材料。在德国萨克森–安哈特联邦州,各种产业、各个研究领域的专家以极大的热情试图为未来的材料特性要求指明解决途径。我们可以断言:萨克森–安哈特州是智能材料的经济和知识创新地。各式各样的创新之举正从这里在走向世界市场。

smart³:创意、研究、应用

smart³联盟发起了研究功能材料及相关技术,开发新型创新产品的倡议。为此,科研界和经济界结成联盟,以提升德国东部中小型企业的创新能力,尤其关注为老问题提供新视角的跨学科和超学科联合项目。哈勒艺术学院是联盟发起单位之一。“萨克森–安哈特州和其他地区的材料科学家们正在开发具有神奇特性的创新材料。”项目负责人Frithjof Meinel教授介绍说,“我们的Smart³联盟希望和技术人员、设计人员、制造企业和科研机构一起将这些研发成果转化为实际应用。”比如Cumulino就是这样开发出来的。这是一款婴儿定位枕,能够积极预防和治疗婴儿颅骨不对称的问题。这款枕头的样品已经面世。当婴儿在睡眠中移动头部时,枕头的形状缓慢地持续变化,保证头部均匀左右移动,防止单侧受力。后续项目将继续改进Cumulino产品。smart³合作伙伴正在研发的其他领域还包括生产系统和过程、医疗辅助工具和仪器、特色生活用品、智能楼宇技术以及智能材料在交通领域的应用等。

详细的材料数据为工业4.0奠定基础

哈勒(萨勒河)的弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所IMWS提出了材料数据空间®(Materials Data Space),旨在让人们更了解新型智能材料的潜力和功能。该弗劳恩霍夫研究所负责人Ralf B. Wehrspohn教授解释说:“我们创建了一个数字平台,为技术人员和工程师提供符合专门要求的必要材料数据。”为此,从诸多公司收集了材质和材料的数字化数据。该数据库也被称为材料的“记忆”,因为采集的数据记录了材料整个生命周期的各种状态。材料的磨损和疲劳现象、工艺优化信息以及供以后回收参考的材料特性说明均被存储在一个综合数据库中。如此便实现了材质或材料的数字化呈现,可用于虚拟模拟。研究人员和工程师从而可以更好地理解和使用材料的可变属性。材料数据空间方案由弗劳恩霍夫“材料”联盟提出——一个由弗劳恩霍夫应用研究促进协会旗下15家材料科学相关研究所组成的联盟。这一理念为充分挖掘工业4.0的潜力创造了重要的先决条件:通过人员、机器设备和生产流程的紧密连网,通过实际状况的虚拟图像和自我学习系统,可使生产在很大程度上实现自我优化。利用材质和材料数据能够更有针对性地优化整个价值链中的流程,并且可以显著加快新材料的开发进程。

世界上独一无二的纳米技术来自萨克森–安哈特州

不仅是材料科学,更重要的是面向未来的技术要求需要新的解决方案。例如,医学领域和环保领域的要求都日益提高,空气、气体或液体中连最细小的颗粒、病毒或烟尘颗粒也不能携带。这是全球过滤器制造商共同面临的挑战。无论是传感技术还是诊断技术,细微纳米颗粒物的过滤是最高水准的精密工作。Monika Lelonek和Petra Göring博士两位女性科学家致力于该领域的研究,在多年的研究中开发出独特的电化学蚀刻工艺,可生产出最高精度的氧化铝膜或硅膜,孔径范围为20纳米至100微米。该工艺可以精确定义材料特性:可以根据客户要求设定膜特性和结构参数,如孔径、晶格常数、孔隙率和膜厚度等。她们创立的智能膜有限公司(SmartMembranes GmbH)独特卖点是膜孔十分整齐均匀,直径偏差最大仅为10%。其膜产品应用在全世界各种产品中,如气体传感器、细胞培养、医疗技术和燃料电池等。“我们与客户一起通过诸如专门的表面功能化等技术,为未来应用开发创新的解决方案。”Monika Lelonek说,“我们在德国中部这里周边都是能力强大的科研和经济单位,条件绝佳,便于进一步扩大我们在全球市场的领袖地位。”纳米技术是萨克森–安哈特州化工及生物经济主导市场的重要组成部分。

创新是企业成功的保证

“我们的成功要归功于创新。”位于维桑特-戈茨奥(Weißandt-Gölzau)的宝丽菲姆挤压薄膜有限公司(POLIFILM EXTRUSION GmbH)总经理Bastian Runkel强调了研发对于公司成功的重要性。该公司在萨克森–安哈特州南部的工厂约有900名员工,为各行各业生产智能薄膜,有技术薄膜、包装薄膜、拉伸薄膜等等。该公司将自己视为解决方案提供商。客户对塑料薄膜的材料特性不断提出新要求,需要公司研发部门开发新的智能解决方案。包装行业、物流行业,农业或者建筑行业都有各自的要求。此外,公司还加入了KoMiNaKu即“塑料微纳米结构组合”研究联盟,研究内容包括通过改变塑料表面结构,赋予其新的特性。Runkel说:“靠近萨克森–安哈特州的研究机构和高校对于我们的工作是明显的区位优势。”该企业集团拥有1,600名员工,驻地遍及全球,而位于维桑特-戈茨奥的分部最近荣获了“中型企业大奖”,以表彰其在增长率、创新力和社会责任方面的优异表现。宝丽菲姆挤压薄膜有限公司是萨克森–安哈特州化工和塑料行业220多家企业之一,这些企业构成了欧洲中央的创新中心。


智能材料视频和照片

拥有智慧的材料:智能材料很快将在生产过程中担任指挥官。来自萨克森–安哈特州的陶氏有限公司、ThermHex Waben有限公司和Exipnos有限公司将言简意赅地描绘这一未来图景。
 

陶氏汽车系统视频

简介:陶氏汽车系统的智能材料

陶氏烯烃聚合物有限公司位于现代化的施科保价值园区(ValuePark®),生产用于日常产品的创新型粘合剂,例如汽车工业中使用的车窗粘合剂,粘合机动车辆部件的智能结构粘合剂等。这些智能化高性能材料可提升最终用户使用的安全性和舒适性,提高能源效率,减少二氧化碳排放量。陶氏的先进材料独树一帜地将高强度和高弹性等各种性能集于一体。“我们的粘合剂能够粘合汽车材料,使得这些更智能、更轻质的新型材料能够为汽车所用。”生产负责人Karsten Liebmann介绍了材料的节能效果以及对环保的巨大贡献。

Exipnos有限公司及DigiLab实验室视频

简介:ThermHex公司的智能材料

位于梅泽堡的Exipnos有限公司一马当先,使用革命性的直接复合技术DCIM开发智能材料。该公司与哈勒的弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所(IMWS)合作,建成功能性热塑性塑料开发平台“DigiLab”(数字化实验室),实现生产过程的全面数字化和自动化。 

通过“工业4.0”,能够以智能而高效的方式简化现在的必要工序。材料的研究和开发以及材料复合的真正过程均可直接在最终加工时直接完成。 

“智能材料的未来是一个不断继续发展的过程,将会出现越来越智能的解决方案。”总经理Peter Putsch在描述价值链各个阶段的联系时如此说道。

ThermHex Waben有限公司视频

简介:ThermHex公司的智能材料

来自哈勒(萨勒河畔)的ThermHex Waben有限公司获得专利的EconCore生产工艺为全新一代的轻质材料奠定基础。该公司的蜂窝芯材是在全自动生产线上生产出来的,因其智能结构而得以实现高成本效益的连续生产。

使用聚丙烯(PP)薄膜挤压线可保证成品组件具有相同的机械性能,材料用量少,可节约原料资源,减少二氧化碳排放。ThermHex蜂窝芯材具有灵活的可塑性、耐受性和承压性,已经被应用于汽车和轮船制造、室内装修、风能和太阳能设备。

ThermHex公司总经理Jochen Pflug描绘了这种智能产品的未来愿景:“我认为可以利用这种材料实现独特的创新,推动我们向前发展,因为我们可以更轻松、更节约资源、更具成本效益地实现梦想。”


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