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Moderne Werkstoffe für die Zukunft von morgen

Neue, moderne Werkstoffe und Materialien sind unabdingbar für den technologischen Fortschritt. Materialwissenschaft beschäftigt sich intensiv mit dem atomaren Aufbau der Materie und mit Materialien, die anschließend vielleicht in der High-Tech-Industrie oder der Luft- und Raumfahrttechnik Anwendung finden.

Fortschritt war schon immer abhängig von neuen Materialien

Nicht ohne Grund bezeichnet man die Entwicklungsepochen der frühen Menschheitsgeschichte als Stein-, Bronze- und Eisenzeit. Den damaligen Menschen standen im Laufe der Zeit immer neue Materialien zur Verfügung, die sie bearbeitet und weiterentwickelt haben. Mit Steinwerkzeugen konnten andere Materialien und auch die Umgebung maßgeblich verändert werden. Die ersten Klingen wurden beispielsweise aus Steinen hergestellt. Später konnten mit Metallen wesentlich komplexere und effizientere Gegenstände geformt werden, letztlich leitete die Dampfmaschine die industrielle Revolution ein.

Dabei ist das jeweilige Material natürlich nicht von heute auf morgen einfach aufgetaucht, vielmehr war es der menschliche Entdeckergeist, der diese Materialien verfügbar machte. Auch in modernen Zeiten ist der Mensch vielfach nur der Nachahmer der Natur, wenn er neue Materialien entwickelt. Man denke nur an den berühmten Lotuseffekt oder die den Kieselalgenstrukturen nachgeahmte Leichtbauweise.

Besseres Verständnis über den Aufbau der Materie

Neue Materialien haben also eine starke gesellschaftliche Bedeutung. Daran hat sich bis heute nichts geändert. Im Schnitt lassen sich etwa ein Drittel aller neuen technischen Erfindungen auf neue Materialien zurückführen. Heute können wir den atomaren Aufbau der Materie wesentlich besser verstehen als noch vor hundert Jahren. Durch dieses Verständnis wurde es möglich, Materialien zu erforschen, die ganz exakt auf einen bestimmten Anwendungsbereich abgestimmt sind. Die Materialwissenschaft bringt sowohl neue elektronische Bauelemente als auch neue medizinische Therapieansätze hervor.

Luft- und Raumfahrt auf neue Materialien angewiesen

Die Luft- und Raumfahrtindustrie steht seit jeher unter dem Druck, neue Materialien zu entwickeln. Von besonderem Interesse sind hier selbsterklärend ein geringes Gewicht sowie eine Kostenreduktion durch den Einsatz neuer Materialien. Aufgrund des Verhältnisses von Gewicht und Festigkeit kommt bei den allermeisten Legierungen in der Raumfahrttechnik Titan zum Einsatz. Werkstoffe wie Titan für Luftfahrt und Raumfahrt müssen höchste Ansprüche und Anforderungen erfüllen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss intensive Forschungsarbeit geleistet werden. Ob Satellit, Weltraumrakete, Raumsonde oder die Internationale Raumstation, ohne moderne Werkstoffe wäre nichts von alledem möglich.

Riesentropenhalle Gondwanaland
Ohne moderne Baustoffe könnte die Riesentropenhalle Gondwanaland im Leipziger Zoo nicht stehen.

Was sind die Materialien von Morgen?

Auch aus ökologischer Sicht ist es wichtig, neue Materialien für die verschiedensten Lebensbereiche, nicht nur für Hochtechnologie zu entwickeln. Die Plastik Ära beispielsweise scheint sich aufgrund der zu verzeichnenden negativen Effekte einem Ende zuzuneigen. Umweltfreundliches, nachhaltiges Verpackungsmaterial ist sicherlich ein wichtiger Aspekt um die Ökosysteme und Ressourcen der Erde zu schützen. Auch in Anbetracht der Tatsache, dass sich ein Ende des Erdöls bereits jetzt abzeichnet, ist es wichtig eine ökologische Alternative zu Plastik zu finden. Erste Ansätze sind heute schon serienreif. Neue Materialien machen das Leben in den meisten Fällen angenehmer. Energie lässt sich besser und effizienter Speichern, Häuser werden gemütlicher und Geräte und Gegenstände haben weniger umweltschädliche Einflüsse. Das Anwendungsspektrum neuer Materialien ist nahezu unbegrenzt und wird der menschlichen Fantasie in Zukunft noch die ein oder andere geniale Erfindung bescheren.



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