Indsendt af
Danmarks Tekniske Universitet
Resumé
Evnen til at bringe nye materialer i anvendelse hurtigt er afgørende for at løse den danske produktivitetsudfordring og forbedre danske produktionsvirksomheders globale konkurrenceevne. Samtidig kræver design, udvikling og validering af fremtidens materialer løsninger på tværs af traditionelle faggrænser. DTU og DI foreslår oprettelsen af en national platform med inddragelse af universiteter, GTS institutioner og virksomheder. Målet er:
- systematisk at identificere og finde tværvidenskabelige løsninger på konkrete materialeudfordringer, og
- at forkorte tiden fra opfindelse af et nyt materiale til industriel anvendelse med mindst 50 procent.
Udfordringer og muligheder
Evnen til at designe, udvikle og fremstille de bedst egnede materialer til en given anvendelse er en af hemmelighederne bag erhvervssuccesser. Fra et nyt materiale opfindes til det tages i brug på markedet går der ofte mere end 10 år. En forkortelse af denne proces er af afgørende betydning for et højteknologisk konkurrencedygtigt samfund med innovationskapacitet, som er blandt målsætningerne i Forsk2020.
Indsigt i materialer og løsning af materiale-udfordringerne er nøglerne til forretningsmæssig succes. Den indsigt vedrører udover materialernes fremstilling og egenskaber, også holdbarheden, således at man kan forudsige levetiden af et produkt.
Materialer er atter i fokus internationalt. I 2011 introducerede USA et ambitiøst program, Materials Genome Initiative, som har til hensigt at forkorte tiden fra opfindelse til anvendelse af et materiale. Samtidig har ”avancerede materialer og processer” en fremtrædende plads i EU’s Horizon 2020 som en Key Enabling Technology. Et dansk initiativ er derfor nødvendigt for at kunne drage optimalt fordel af de muligheder Horizon 2020 og transatlantisk samarbejde byder, og for at kunne være klar til den øgede globale konkurrence, som disse internationale initiativer uomtvistelig vil afføde.
I de kommende år etableres tre avancerede anlæg (XFEL, ESS og MAX IV) til undersøgelse af materialer i Hamburg og Lund/København. Disse faciliteter vil give unikke muligheder for materialeforskning med både akademisk og industriel sigte.
Danmarks Tekniske Universitet og Dansk Industri gennemførte i 2012 et projekt med henblik på at kortlægge nogle af de materialeudfordringer en række repræsentative danske virksomheder har. I afrapporteringen fra dette projekt, som offentliggøres i marts 2013, gennemgås disse udfordringer, muligheder og anbefalinger. En af anbefalingerne er etablering af en tværfaglig platform for materialeforskning, -design og –udvikling.
Målsætning
Danmarks Tekniske Universitet og Dansk Industri foreslår at oprette en national platform på materialeområdet. Platformen skal sætte yderligere skub i samarbejdet mellem danske virksomheder, universiteter og GTS-institutter.
Målene er (1) systematisk at identificere og tværvidenskabeligt at finde løsninger på danske virksomheders konkrete materialeudfordringer, og (2) at forkorte tiden fra et nyt materiale eller en fremstillingsproces bliver opfundet til industrien tager teknologien i anvendelse med 50 procent.
Innovationsbehov
Afdækningsprojektet, som DTU og DI gennemførte sammen med 12 virksomheder i 2012, viste meget tydeligt, at virksomhederne har mange konkrete og forskelligartede materialeudfordringer, som hver for sig kræver tværvidenskabelige løsninger. Følgende områder blev fremhævet:
- materialer udsat for ekstreme mekaniske, termiske og kemiske påvirkninger
- materialer i kontakt med biologiske systemer
- sammenføjninger og skræddersyede overflader.
Disse emner dækker nuværende og fremtidige anvendelser indenfor energi, medico, transport, konstruktion og fødevarer.
Derudover vil fremtidens behov for bæredygtig energi kræve intensiv forskning, og opfindelse, design, udvikling og certificering af nye materialer. Her kan nævnes:
- materialer til termoelektrisk energi
- materialer til solenergi
- materialer til vindenergi
- materialer til elektrokatalyse og heterogen katalyse
- materialer til batterier og energilagring
Sidst, men ikke mindst skal virksomhederne opnå lettere adgang til de nye forskningsfaciliteter ESS, MAX IV og XFEL.
De danske forudsætninger
Materialeforskning og –udvikling i Danmark er fragmenteret og spredt over adskillige institutioner og discipliner (kemi, mekanik, fysik, produktionsteknologi og biologi). Dette i modsætning til andre lande vi gerne sammenligner os med, hvor materialeforskning og –udvikling er en selvstændig, tværvidenskabelig disciplin. Tilbage i 1980’erne gennemførte Danmark en satsning på materialeforskning, som satte skub i et nationalt tværgående materialesamarbejde. Men denne satsning ebbede ud for snart 20 år siden. Evalueringerne af de danske materialeteknologiske udviklingsprogrammer viste klart, at de deltagende virksomheder opnåede en betydelig effekt af deltagelsen. Nu er det på tide med en ny satsning, der kan give danske virksomheder andel i de udfordringer de står overfor og de muligheder, der åbner sig.
Danmark har materialeforskning på DTU, KU, AU, SDU og AAU, samt teknologisk service fra Teknologisk Institut, FORCE Technology og IPU.
Effekter og potentialer
Tidens store udfordringer inden for energi, fødevarer, vand, sundhed, transport og ressourceeffektivitet kræver innovative materialeløsninger. Enhver løsning vil kunne forbedre virksomhedens produktivitet, konkurrenceevne og beskæftigelse.
Området er centralt for Danmark, som står med udfordringen til at bevare/forbedre den globale konkurrenceevne. Tillige har vi en enestående chance for at udnytte internationale forskningsprogrammer og avancerede forskningsanlæg inden for materialeforskning, -design og –udvikling.