Oberflächen mit photokatalytischen Eigenschaften bleiben lange sauber. Gleichzeitig können sie die Luft von Stickoxiden und anderen gesundheitsgefährdenden Substanzen reinigen. Die Fraunhofer-Allianz Photokatalyse entwickelt neue Titandioxidverbindungen, Beschichtungsverfahren und -Messtechniken.

Jedes Jahr verursachen verunreinigte Industrieanlagen in Deutschland Kosten in Milliardenhöhe. Spezielle Beschichtungen verhindern, dass sich Schmutz ablagert. Forscher können die hauchdünnen Beläge jetzt an verschiedenste Szenarien anpassen.

Kaltrisse in hochfesten Stählen stellen den Fahrzeug- und Maschinenbau vor große Herausforderungen in der Qualitätssicherung, da sie bislang schlecht vorhersehbar sind. Ein neues Verfahren ermittelt schon im Entwurfsstadium, ob kritische Bedingungen für solche Schäden vermieden werden können. So sinken Entwicklungszeiten und -kosten.

Die Plasmatechnologie wird in Zukunft entscheidend dazu beitragen, unsere von Witterung und Zerfall bedrohten Kulturgüter zu erhalten. Das ist das zentrale Ergebnis eines Forschungsprojekts, das Fraunhofer-Forscher heute in Dresden vorgestellt haben. Neuartige Reinigungs- und Beschichtungstechniken ermöglichen es insbesondere historische Silber- und Eisenobjekte sowie Papierdokumente umweltverträglich und nachhaltig zu konservieren und zu restaurieren.

Sei es bei Fensterscheiben, Korrosionsbeschichtungen oder mikrofluidischen Systemen im medizinischen Labor – Oberflächen, die sich selbst von Wasser und anderen Flüssigkeiten befreien, würden vieles vereinfachen. Wie solche Oberflächen für verschiedene Anwendungen aussehen müssen, errechnet nun ein neues Simulationsprogramm.

Sie bieten Schutz vor Rost, Kratzern und Feuchtigkeit oder verbessern die Haftung: Oberflächen mit einer Nanobeschichtung. Mit einem neuen Plasmaverfahren können sie einfacher und kostengünstiger aufgebracht werden – im industriellen Maßstab.

Displays zum Aufrollen und biegsame Solarzellen – Märkte mit Zukunftschancen. Wesentlicher Baustein sind Barriereschichten, die beispielsweise Dünnschicht-Solarzellen vor Sauerstoff und Wasserdampf schützen und damit deren Lebensdauer erhöhen.

Blitzschnell, flexibel und selbstständig passen »Smart Materials« ihren Zustand an wechselnde Situationen an. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und vielversprechend – nicht nur für den Automobilbau, sondern auch für den Maschinenbau oder die Elektronikindustrie.

Beschichtungen können Werkstoffe verbessern oder ihnen zusätzliche Funktionen geben. Besonders interessant für die Luft- und Raumfahrt sind kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFKs), da sie sich durch geringes Gewicht und eine hohe Stabilität auszeichnen. Allerdings müssen sie auch elektrisch leitfähig sein – eine Anforderung, die CFKs nur sehr schlecht erfüllen. Forscher haben nun eine Methode entwickelt, mit der sie Kunststoffe mit einer festhaftenden Metallschicht überziehen und dadurch besser leitfähig machen können.

Fraunhofer-Wissenschaftlern ist es zusammen mit Industriepartnern gelungen, einen Werkstoffverbund aus Diamant und Keramik herzustellen und wurden dafür 2010 mit dem Stifterverbandspreis ausgezeichnet.

Biobasierte Kunststoffe haben einige Vorzüge: Sie lassen sich aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen und sind meist biologisch abbaubar. Bislang werden sie vor allem Verpackungen oder Einweggeschirr eingesetzt. Fraunhofer-Forscher entwickeln stabile, natürliche Verbundwerkstoffe, die sich auch im Autobau nutzen lassen.

Gelungen ist ein Produkt, wenn es dem Ingenieur ebenso gefällt wie dem Kunden. Mit klassischen Werkstoffen lässt sich dieses Ziel heutzutage nicht mehr erreichen. Der Lösungsansatz sind Materialverbünde: Mit einem Mix aus verschiedenen Werkstoffen gelangt man zu Eigenschaften, die man mit nur einem Material nicht erzielen könnte.

Leichtbau, Autoindustrie, Elektrotechnik – aus vielen Bereichen sind Kunststoffbauteile nicht mehr wegzudenken. Forscher vermischen Kunststoffe jetzt raffiniert mit Nanopartikeln und verpassen ihnen so neue Eigenschaften. Flugzeuge könnten dank des innovativen Materials zukünftig besser vor Blitzeinschlägen geschützt werden.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST haben ein neues Modul für eine Sputter-Anlage entwickelt, mit dem sich die Effizienz des Beschichtungsverfahrens erheblich steigern lässt.

Eignen sich Leichtbaumaterialien für höchstbeanspruchte und sicherheitsrelevante Bauteile wie Autofelgen? Tests und Berechnungen zeigen: Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind sehr schadenstolerant und bei Fahrzeugrädern Aluminium deutlich überlegen. Einen Prototypen einer Leichtbaufelge haben Forscher bereits gefertigt.