Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

WING - Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft

Wie flexibel ist ein Flugzeugflügel? Trägt die Brücke, ist das Material fest genug? Die Eigenschaften von Materialien bestimmen ganz wesentlich Form und Funktion vieler Produkte und lassen sich gezielt nutzen. Die Werkstoffforschung geht einen Schritt weiter. Ihr geht es um die Entwicklung von Werkstoffen mit klar definierten neuen Eigenschaften. Elektrisch leitfähige Kunststoffe oder ultraleichte Verbundstoffe sind Beispiele für Materialien, die ganz neuartige Produkte ermöglichen. Das Programm WING fasst klassische Materialforschung mit der Forschung zu chemischen Technologien und der werkstoffspezifischen Nanotechnologie zusammen.

Das BMBF fördert seit den 70er Jahren die Materialforschung und ausgewählte Schwerpunkte der Chemietechnik. Ende der 90er Jahre kam die Nanotechnologie hinzu. Die technologische Entwicklung und das Zusammenwachsen unterschiedlicher Forschungsbereiche führte dazu, die Programme "Materialforschung" und "MaTech - Neue Materialien für Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts" sowie das Fördergebiet "Chemische Technologien" zu einem neuen Rahmenprogramm zusammenzufassen. Das neue Förderprogramm "WING - Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft" wurde Anfang 2004 veröffentlicht. Darin sind erstmals die klassische Materialforschung mit der Basisdisziplin Chemie und der Nanotechnologie integriert.

Neben der Integration von Grundlagenforschung und angewandter Materialforschung zur Beschleunigung des Ergebnistransfers spielen auch technologisch getriebene Änderungen der Marktbedingungen eine Rolle. So kann der eigentliche Werkstoffhersteller oft nur geringfügig an der späteren, oft hohen Wertschöpfung im Bauteil bzw. System partizipieren, obwohl bei ihm der überwiegende Teil der Forschung- und Entwicklungskosten anfällt. Zudem benötigt der Markt um so geringere Werkstoffmengen, je spezieller deren besonderen Funktionen sind, wie das etwa bei Funktionswerkstoffen oder Schichtmaterialien der Fall ist. Die zunehmende Spezialisierung bei Werkstoffen erfordert daher auch eine verstärkte Zusammenarbeit. Erst Verbünde aus Forschung und Entwicklung erlauben kleinen und mittleren Unternehmen, lukrative Nischenmärkte zu besetzen.

Das Werkstoffprogramm WING

WING wurde in intensiver Zusammenarbeit mit Werkstoffherstellern und -anwendern aus Großunternehmen und KMU, Vertretern aller Wissenschaftsorganisationen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde erarbeitet und auf die folgenden Leitziele fokussiert:

• Stärkung der Innovationskraft der Unternehmen
• Berücksichtigung des gesellschaftlichen Bedarfs
• Nutzung von Forschung und Technologie für nachhaltige Entwicklungen.

Damit soll ein ganzheitlicher Ansatz für werkstoffbasierte Produktinnovationen verfolgt sowie dem gesellschaftlichen Bedarf und den Nachhaltigkeitsaspekten in der Materialentwicklung Rechnung getragen werden. WING orientiert sich damit an den international abgestimmten Grundpfeilern der Nachhaltigkeit: Ökonomie - Ökologie - Gesellschaft. Sie spiegeln sich wider in der zukünftigen werkstoffrelevanten Förderung von Themen wie Gesundheit, Mobilität, Information/Kommunikation, sicherer Energieversorgung und höherer Ressourceneffizienz, die insgesamt zu besseren ökonomischen, ökologischen und sozialen Verhältnissen in unserer Industriegesellschaft und Umwelt führen sollen. Durch eine entsprechende Förderpolitik wird damit die Basis für eine höhere Wettbewerbsfähigkeit, für ressourcen- und umweltschonende Technologien und für den Erhalt und die Schaffung hochwertiger Arbeitsplätze in Deutschland gelegt. Das Programm WING baut zugleich auf Stärken der deutschen Industrie auf und zielt darauf ab, interdisziplinäre Systemkompetenz und die Fähigkeit weiterzuentwickeln, anwenderspezifische Problemlösungen anzubieten.

Auf Projektebene verfolgt das Rahmenprogramm WING folgende Ziele:

• Entwicklung neuer Produkte und Verfahren mit großem gesellschaftlichem Nutzen
• Beschleunigung des Innovationsprozesses in der Industrie durch die Schaffung effizienter Kooperationsstrukturen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft unter Einbindung von KMU
• Beiträge zur Lösung von gesellschaftsrelevanten Problemen, insbesondere aufgrund demografischer Entwicklungen in unserer Gesellschaft
• Verzahnung von FuE mit Bildungs-/Ausbildungsinitiativen, u. a. durch Förderung des fachspezifischen Nachwuchses von Aus- und Weiterbildungsaktivitäten
• Beitrag zur Schaffung eines europäischen Forschungsraumes und Vertiefung der Internationalisierung, vor allem durch stärkere Beteiligung deutscher FuEAkteure an den Rahmenprogrammen der EU
• Ausbau der bilateralen Zusammenarbeit mit Ländern wie China, Korea und Israel.

Der inhaltliche Rahmen von WING ist bewusst offen gehalten und soll durch Schwerpunktsetzungen im Laufe des Programms gestaltet werden. Es wird allerdings in den Projekten darauf ankommen, durch die Mobilisierung privaten Kapitals Entwicklungen mit möglichst großer Hebelwirkung für den Innovationsprozess auszulösen. Das BMBF richtet die Förderung von Werkstoffentwicklungen bewusst auf die exportstarken Branchen Maschinenbau, Fahrzeugbau, chemische Industrie, Elektrotechnik / Elektronik und Information / Kommunikation aus, die eine hohe wirtschaftliche und technologische Relevanz in Deutschland haben. Das Programm WING konzentriert sich dabei fachlich auf zehn exemplarische Handlungsfelder:

1. Nanotechnologische Werkstoffkonzepte - kleine Dimensionen, große Effekte 
2. Computational Materials Science - rechnergestützt zu neuen Konzepten
3. Bionische Werkstoffe - natürliche Bauprinzipien in der Technik
4. Werkstoffe, Chemie und Lebenswissenschaften - der Mensch im Zentrum
5. Stoffe und Reaktionen - auf chemischem Weg zu neuenWerkstoffen
6. Schichten und Grenzflächen - Schutz, Funktion und Aktion
7. Mobilität, Energie und Information; Leichtbau - leichte Werkstoffe und Strukturen
8. Ressourceneffiziente Werkstoffe - der Faktor 4-Ansatz
9. Intelligente Werkstoffe - regeln ohne Regler
10. Elektromagnetische Funktionswerkstoffe - Motor der Informationsgesellschaft

Charakteristisch für diese Handlungsfelder ist eine hohe Interdisziplinarität, insbesondere zwischen der klassischen Materialforschung, der Chemie und den Nanotechnologien, die eine besondere Bedeutung für industrielle Produktentwicklungen und damit ökonomische Bedeutung haben. 

Als Förderinstrument steht weiterhin die Verbundforschung mit mehreren Unternehmen und Instituten unter industrieller Federführung im Vordergrund. Idealerweise decken die Verbundprojekte die einzelnen Wertschöpfungsstufen der Werkstoffentwicklung ab, mit dem langfristigen Ziel einer effizienten Marktumsetzung von Forschungsergebnissen.

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  2. Februar 2010 - 30. April 2010

  3. Aufruf im Rahmen der Fördermaßnahme "Werkstofftechnologien von morgen - Wissenschaftliche Vorprojekte in Werkstoff- und Nanotechnologien"

  im Rahmen des WING-Programms des Bundesministeriums für Bildung und Forschung Metallopolymere
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/14201.php)
   
  
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  Innovationsallianz "Lithium Ionen Batterie LIB 2015"

  Die Umsetzung der Hightech-Strategie zielt darauf ab, die Kräfte von Wissenschaft und Wirtschaft auf wichtigen Zukunftsfeldern zu bündeln und mit öffentlichen Mitteln ein Vielfaches an privaten Investitionen in Forschung und Entwicklung zu mobilisieren. Im Rahmen der Innovationsallianz "Lithium Ionen Batterie LIB 2015" hat sich ein Industriekonsortium von BASF, BOSCH, EVONIK, LiTec, und VW verpflichtet, in den nächsten Jahren 360 Millionen Euro für Forschung und Entwicklung an der Lithium Ionen Batterie zu investieren. Gleichzeitig wird das BMBF 60 Millionen Euro für diesen Bereich zur Verfügung stellen.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/11828.php)
   
  

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  Vom Space Shuttle bis zur Ski-Sprungschanze - Keramik als Hochleistungswerkstoff

  Hohe Festigkeit, geringes Gewicht, enorme Hitzebeständigkeit: Nur einige der Eigenschaften, die den Werkstoff Keramik für immer mehr Anwendungen interessant machen. Innovative Bauteile aus Deutschland finden sich im Space Shuttle, in chirurgischen Skalpellen oder in Industrieanlagen wieder. Keramische Wälzlager optimieren weltweit die Produktion von Mikroprozessoren. Sogar beim Bau von Ski-Sprungschanzen setzt man auf Keramik. Welches Potenzial das künstliche Material noch hat, ist immer wieder ein Thema auf internationalen Tagungen.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/5382.php)
   
  

• Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Dem Quantencomputer auf der Spur - Interview mit Nano-Nachwuchswissenschaftlerin Heidemarie Schmidt

  Die Nanotechnologie macht es möglich: Aus Verfahren zur Untersuchung und Bearbeitung kleinster Partikel entstehen innovative Materialien. Über die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, lässt sich heute erst spekulieren. Die Möglichkeiten sind jedoch immens, das beweisen schon jetzt Forscher der Universität Leipzig. Am Institut für Experimentelle Physik arbeitet ein Team um Heidemarie Schmidt an magnetischen, transparenten Halbleitermaterialien, die in Quantencomputern und in der Weltraumforschung eingesetzt werden sollen. Das BMBF fördert das Projekt im Rahmen des Nachwuchswettbewerbs "Nanotechnologie".
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/5393.php)