Projekt

Eine Vielzahl von Funktionsmaterialien aus Kunststoffen prägt heutzutage unseren Alltag auf hohem technologischen Niveau. Um dies zu erhalten und weiterzuentwickeln, sind wichtige Weichenstellungen notwendig und eine Reihe von Fragen zu adressieren. Mit dem Fokus auf den Themen Rohstoffwandel, Bioökonomie sowie Ressourcen- und Klimaeffizienz leisten wir im Projekt SUBI²MA einen wichtigen Beitrag dazu.

Fragen zur Biotransformation der Kunststofftechnik	Beitrag durch SUBI²MA
Wie kann die Kunststofftechnologie zur Defossilierung beitragen?	Vergrößerung der Rohstoffbasis durch nachwachsende Rohstoffe
Wie können sich Biokunststoffe gegen fossile Kunststoffe durchsetzen?	Eigenschaftserweiterung druch Strukturintegration z. B. Festigkeit und schaltbare Abbaubarkeit
Wie können bekannte Kunststoffe vielseitiger und nachhaltiger werden?	(Bio-)Funktionserweiterung, z. B. durch robuste Integration von Zellen und komplexen Biomolekülen
Wie kann die industrielle Verarbeitung von neuen Materialklassen sichergestellt werden?	Verarbeitungsentwicklung auf industriellem Niveau begleitend zur Materialentwicklung
Wie kann die Entwicklung neuer Biomaterialien beschleunigt werden?	Anforderungsgerechte Auslegung, digitaler Materialzwillling und digitale Abbildung der Prozesse
Wie können neue Materialien von Beginn an nachhaltig gestaltet werden?	LCA, Biokompatibilität und Recyclingkonzeption von Beginn an

Unsere Ziele

Neue biobasierte Materialien

Polyamide sind thermoplastische Polymere aus der Gruppe der Engineering- oder High-Performance Polymere. Wir führen als neues biobasiertes Polyamid das Caramid ein. Caramid ist nicht nur biobasiert – es besitzt für Biopolyamide einzigartige Eigenschaften wie eine einstellbare Kristallinität bis hin zur Amorphizität (Transparenz), Chiralität, oder Hochtemperaturstabilität. Caramid kann in vielen Fällen fossile Polyamide übertreffen und ist gleichzeitig biobasiert aus zugänglichen Reststoffen hergestellt.

Neue biohybride Materialien

Biohybride Materialien haben das Potenzial, sich an die Eigenschaften von konventionellen Kunststoffen derart anzupassen, dass diese nicht nur zusätzliche Funktionen erhalten, sondern gleichzeitig nachhaltiger werden. Mögliche Funktionen und Additive sind beispielsweise selbstabbauende Polymere, biobasierter Flammschutz und die generelle Erweiterung des Anwendungsspektrums von den Polymeren PET, Cellulose und Polyamiden durch funktionale Biomoleküle. Unser Ziel im Leitprojektes SUBI²MA ist es zu demonstrieren, dass auch die Skalierung solcher Materialien möglich ist.

Nachhaltige Fast-Track Entwicklungen

SUBI²MA wird Materialentwicklungen beschleunigen. Dies erfolgt durch eine möglichst durchgängige Digitalisierung und Nutzung von modell- und datenbasierten Simulationsmethoden und umfasst z. B. digitale Materialzwillinge, modellbasierte adaptive DoE-Tools und Multiskalensimulationen. Eine begleitende Ökobilanzierung ist essentiell, um die eigenen Umweltziele zu erreichen. Ergänzend zur Ökobilanzierung führen wir Untersuchungen zur Rezyklierbarkeit und damit der Zirkularität der neu entwickelten Materialien durch.