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Forum Junge Spitzenforschung 2022: Zukunft der Materialien und Materialproduktion

Einmal im Jahr suchen die Stiftung Industrieforschung und die Berliner Universitäten – also die Freie Universität Berlin, die Humboldt-Universität zu Berlin, die Technische Universität Berlin und die Charité-Universitätsmedizin Berlin – im Rahmen des Wissenschaftswettbewerbs „Forum Junge Spitzenforschung“ nach wissenschaftlichem Nachwuchs mit originellen und praxisrelevanten Ideen und Lösungsansätzen, die aus ihrer innovativen Grundlagenforschung hervorgegangen sind.

Dieses Jahr steht die Zukunft der Materialien und Materialproduktion im Fokus – cause we're living in a material world!

6 Forscher:innen | 6 Pitchs | 6 Preise

Preisgelder i.H.v. insg. 30.000 € zur Verwendung für weitere Forschung

Bewerben kann sich der wissenschaftliche Nachwuchs aller Disziplinen: Doktorand:innen, PostDocs und wissenschaftliche Mitarbeiter:innen, Junior-Professor:innen und Oberärzt:innen. Eine Teilnahme ist als Einzelperson oder als Team möglich.

Zum diesjährigen Thema

Die Forschung an neuen Materialien und Materialproduktionsverfahren ist ein wesentlicher Schlüssel für die Entwicklung neuer wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Innovationen. Junge Forschende in den Laboren gestalten schon jetzt unsere Welt von morgen mit. Ob von der Biologie inspiriert oder biologisch abbaubar; künstliche Intelligenz oder einfach smart verpackt; hitzebeständig oder klimaneutral: Materialien sind überall. Im Angesicht großer gesellschaftlicher Herausforderungen geht es aber schon lange nicht mehr nur darum, dass Materialien leistungsfähiger, haltbarer oder smarter werden, sondern auch, wie durch sie eine lebenswertere Zukunft gestaltet werden kann. Verzicht auf Rohstoffe aus Raubbau, Batteriematerialien für die Energiewende oder neue, gut verträgliche Materialien für Knochenimplantate sind nur wenige Beispiele dafür.

In diesem Sinne bedeutet die Zukunft der Materialien und Materialproduktion also...

  • Effizienz
    Gegenüber heute verfügbaren Materialien bietet die neue Generation einen Zuwachs an Leistungssteigerung. Ob flexibler, energieleitender, strahlender, responsiver, besser abbaubar… die Liste lässt sich so weiterführen. Die Kosten dieser neuen Materialien sinken, denn in ihrer Herstellung lassen sich dank neuer Verfahren Kosten einsparen oder Rohstoffe optimaler ausnutzen.
     
  • Haltbarkeit
    Neue Materialien lassen sich durch ihre erhöhte Haltbarkeit in langlebigeren oder sogar neuartigen Produkten verwenden. Eine größere Beständigkeit gegen (physischen) Stress, Hitze, Kälte, Luft und/oder Feuchtigkeit zeichnet die neue Generation von Materialien aus und legt den Grundstein für zukünftige Innovationen.
     
  • Smartness
    Materialien sind schon heute häufig mehr als nur ein reiner Baustoff. Smarte Materialien sind Innovationstreiber, z.B. wenn sie Impulse aus der Natur aufnehmen (Bionische & Adaptive Materialien), unverzichtbar für eine vernetzte Gesellschaft sind (Künstliche Intelligenz) oder sich in ihren Eigenschaften ansteuern und verändern lassen, z.B. durch Licht.
     
  • Neue Eigenschaften
    Richtig innovativ werden neue Materialien häufig, wenn sie gegenüber dem Stand der Technik neue Eigenschaften, Herstellungsverfahren oder Einsatzmöglichkeiten aufweisen. So z.B. revolutionierte der 3D-Druck die Materialtechnik. Anwendungen, die bestimmte Materialien voraussetzen, werden mit neuen Eigenschaften flexibler einsetzbar. Teilweise führen neue Materialeigenschaften sogar zu disruptiven Produkt- und Dienstleistungsinnovationen, bspw. wenn eine zuvor nicht vorhandene Hitzebeständigkeit auf einmal die Anwendung in heißen Biomen ermöglicht.
     
  • Fairness & Soziale Gerechtigkeit
    Eine gerechte und lebenswerte Zukunft für alle bedeutet Verantwortung und verantwortungsbewusste Produkt- und Dienstleistungsinnovationen beziehen die ganze Wertschöpfungskette mit ein. Dementsprechend müssen auch die Materialien der Zukunft fair und sozial gerecht sein. Z.B.: Die Rohstoffe, die für die Produktion benötigt werden, sind weder durch Raubbau noch durch Handel mit menschenrechtsverletzenden Staaten beschafft worden. Menschen- und Tierwohl stehen in Produktion und Beschaffung an vorderster Stelle und Mensch und Tier werden weder finanziell noch gesellschaftlich ausgebeutet.
     
  • Nachhaltigkeit
    Aufgrund ihrer Eigenschaften trägt die nächste Generation von Materialien dazu bei, dass wir nachhaltiger leben. Kreislauffähige Materialien und eine längere Verwertbarkeit arbeiten gegen den Trend der Wegwerfgesellschaft. Was als Abfall in die Umwelt gelangt, ist idealerweise komplett biologisch abbaubar, ungiftig für die Umwelt und trägt somit zum Erhalt der Biodiversität bei.
     
  • Schonung von Ressourcen
    Viele Ressourcen auf der Erde sind endlich oder flüchtig. Im Sinne einer weitsichtig handelnden Gesellschaft strebt die Materialproduktion von morgen eine Reduktion von Abfallnebenprodukten genauso wie eine optimierte Verwendung benötigter Ressourcen an, als auch die Herstellung solcher Materialien, die flüchtige Ressourcen wie z.B. Wärme und Energie, besser halten können. Die Verarbeitung geeigneter, idealer Weise nachwachsender, Rohstoffe bei der Herstellung innovativer Materialien leistet einen entscheidenden Beitrag, die Welt für kommende Generationen zu erhalten.
     
  • Klimafreundlichkeit & -neutralität
    Treibhausgasneutralität bis 2045 ist erklärtes Ziel der Bundesrepublik. Für die Materialien der Zukunft bedeutet dies, dass bei der Herstellung der Ausstoß von CO2 verringert und natürliche CO2-Speicher der Erde geschont (z.B. durch Nicht-Abholzung von Regenwäldern) werden müssen. Besonders klimafreundliche Materialinnovationen binden sogar CO2 und tragen damit sogar aktiv dazu bei, die Klimaziele zu erreichen. Materialien, die Innovationen der Klimawende, wie z.B. in der E-Mobilität, ermöglichen, leisten in diesem Sinne auch einen unschätzbaren Wert für eine klimafreundliche Zukunft.
     
  • Gesundheit & Lebensqualität
    Den Erhalt und die Steigerung von Gesundheit und Lebensqualität ist ein wichtiges Anliegen einer jeden Gesellschaft. In diesem Sinne sollten die Herstellung und Verarbeitung von Materialien in Zukunft möglichst ungefährlich sein, z.B. indem auf giftige Komponenten verzichtet wird. Innovative Gesundheits- und Lifestyle-Produkte werden oft nur durch unbedenkliche und verträgliche Materialien möglich. Inhärente Eigenschaften innovativer Materialien ermöglichen oft ein Plus an Lebensqualität, beispielsweise wenn Titanschaum als Knochenimplantat nicht nur die gewünschte Stabilität bietet, sondern auch weniger steif als herkömmliches Titan ist.
     
  • Inklusion & Gendergerechtigkeit
    Bei der Gestaltung einer inklusiven und gendergerechten Gesellschaft können innovative Materialien einen Beitrag leisten. Sei es z.B. die Befähigung von Frauen im Handwerk, weil verwendete Materialien in Produkten und Werkzeugen leichter werden, oder die Unterstützung im Alltag bei Beeinträchtigungen und im Alter durch innovative smarte Technologien, die durch Materialien der nächsten Generation ermöglicht werden.
     
  • Versorgungssicherheit
    Die stetige Versorgung von Grundbedürfnissen ist eine der großen Herausforderungen der Gesellschaft. Insbesondere im Bereich Energie können Materialien der Zukunft einen wichtigen Beitrag leisten: Materialien, die besser, länger oder effizienter Energie und Wärme erzeugen, leiten oder halten können, bilden das Rückgrat einer sicheren Energieversorgung bei immer steigender Nachfrage und wachsenden Unsicherheiten.

 

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