Meta-Roadmap Nanomaterialien: Zukünftige Entwicklungen und Anwendungen
Eine umfassende Übersicht über die zu erwartenden Entwicklungen von Nanomaterialien und ihren Anwendungen bietet die vorliegende Meta-Roadmap. Basis ist eine Metaanalyse ausgewählter internationaler Roadmaps und ein anschließender Validierungs- und Rückkopplungsprozess mit Fachexperten. Vorrangiges Ziel dieser Roadmap, die im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) erarbeitet wurde, ist die Unterstützung aller Akteure aus Forschung, Industrie und Politik bei der mittelfristigen strategischen Ausrichtung zukünftiger Aktivitäten zur Erforschung und Entwicklung innovativer Nanomaterialien zum Einsatz in verschiedenen Anwendungsfeldern.
Schon auf den ersten Blick wird deutlich, welche Vielfalt an unterschiedlichen Nanoobjekten und nanostrukturierten Materialien aus sämtlichen Werkstoffklassen erforscht und entwickelt werden. Vor dem Hintergrund dieser fachlichen und thematischen Breite ist die Schaffung von Überblickwissen ein wesentliches Element der Vorbereitung und Unterstützung von strategischen Entscheidungen, um Innovationsprozesse auf diesem Gebiet weiter voranzutreiben.
Die vorliegende Roadmap ist als Meta-Roadmap konzipiert, d. h. ihr Kern basiert auf der Analyse verschiedener Nanomaterialien-Roadmaps, die in den letzten Jahren veröffentlicht wurden. Für ca. 35 unterschiedliche Nanomaterialien wird die weitere Entwicklung prognostiziert: Die erwarteten Entwicklungsstufen von der Grundlagenforschung über die angewandte Forschung und erste Anwendungen bis hin zur breiten Marktdurchdringung werden für verschiedene Anwendungen bis zum Jahr 2020 dargestellt. Hintergrundinformationen zum aktuellen F&E-Stand, zum Anwendungs- und Marktpotenzial, zur Publikations- und Patententwicklung sowie zur Ausgangssituation in Deutschland ergänzen das Bild.
Zugeordnet werden die Ergebnisse den Anwendungsbereichen Energie- und Umwelttechnik, Medizin, Automobilbau, Informations- und Kommunikationstechnik, Hoch- und Tiefbau sowie Maschinenbau. So bieten Nanomaterialien beispielsweise im gesamten Energiesektor von der Primärenergiegewinnung über die Energiewandlung, -weiterleitung und -speicherung die Möglichkeit, wesentliche Beiträge für eine nachhaltige Energieversorgung zu leisten. Bei einigen neuen Technologien zur alternativen Energieerzeugung etwa durch neuartige Solarzellen oder zur Energiespeicherung mittels besonders leistungsfähiger Batterien sind durch den Einsatz von Nanomaterialien entscheidende Fortschritte zu erwarten. Aber auch bei der konventionellen Energieerzeugung und vor allem bei der Nutzung von Energie durch den Verbraucher können Nanomaterialien zur Effizienzsteigerung und Ressourceneinsparung beitragen.
Beispiel Medizin: Hier wird intensiv an verschiedenen Nanomaterialien für die In-vivo- und In-vitro-Diagnostik, für die Arzneimittelentwicklung, für den Transport und die gezielte Freisetzung von Wirkstoffen, aber auch zum Einsatz in Therapieverfahren oder als funktionale nanostrukturierte Implantate geforscht. Nanomedizinische Verfahren ermöglichen die Diagnose und gezielte Behandlung von Krankheiten auf molekularer Ebene. Sie können zukünftig einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von sehr spezifischen Therapieformen mit geringeren Nebenwirkungen und zielgerichtet einsetzbaren medizintechnischen Produkten liefern. Für eine erfolgreiche Umsetzung der in der Roadmap dargestellten Prognosen - gleich in welchem Anwendungsbereich - ist neben der wissenschaftlichen und technologischen Weiterentwicklung auch eine kontinuierliche Begleitung durch umfassende Maßnahmen zur Sicherheits- und Risikoforschung bezogen auf den gesamten Lebenszyklus von Nanomaterialien erforderlich.
Die vorliegende Meta-Roadmap Nanomaterialien entstand im Rahmen der Innovationsbegleitung für das BMBF und wurde von der VDI Technologiezentrum GmbH in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) erstellt.
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