Ein Techniker untersucht mit einer Lupe eine grüne Leiterplatte.
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Stoffe mit Superkraft

Advanced Materials – Materialien, aus denen Zukunft entsteht. Sie machen Chips leistungsfähiger, Mobilität grüner, Kunststoffe recycelbar, Holz zum industriellen Hightech-Werkstoff, die Stahlproduktion nachhaltig und neue Medizinprodukte erst möglich: Innovative Materialien, sogenannte Advanced Materials, stärken die Wettbewerbsfähigkeit unserer Unternehmen sowie die Resilienz des Standorts. „SPIRIT of Styria“ begab sich auf Spurensuche nach den heimlichen Superkräften der Steiermark.

Der Versuch einer Definition. Was sind eigentlich Advanced Materials? Fragen wir den Mann, der es am besten wissen muss: Andreas Falk, Geschäftsführer der BioNanoNet Forschungsgesellschaft, kurz BNN, mit Sitz in Graz. Seit ihrer Gründung vor 20 Jahren stehen fortschrittliche Materialien im Fokus der Gesellschaft – also schon lange vor Erfindung des neuen Begriffs. „Advanced Materials bezeichnet technisch entwickelte Materialien, deren Eigenschaften gezielt gesteuert werden, sodass sie einzigartige Funktionen aufweisen, die ihren konventionellen Pendants überlegen sind“, erklärt Falk. „Zum Beispiel sind es größenbedingte Eigenschaften im nanoskaligen Bereich, die die Materialien ,advanced‘ machen – daher ist es kein Zufall, dass Nanomaterialien ein wichtiger Teil der Advanced Materials sind.“ Smarte Nanomaterialien sind eine der neun Kategorien (siehe Infobox S.30), die von der OECD dazu beschrieben wurden. „Diese Kategorisierung ist eine Arbeitsbeschreibung, eine ISO-Definition wird es frühestens 2027 geben“, so Falk. Bemerkenswert: Das international bestens vernetzte BNN arbeitet seit Jahren an dieser Definition mit. Von Graz aus koordiniert das BNN das EU-Projekt InnoMatSyn und damit europäische und außereuropäische Aktivitäten zu Advanced Materials, dazu auch die nationale Community: Die jüngst geschaffene bundesweite Plattform ATIMA stärkt die Zusammenarbeit zwischen Playern in Forschung und Industrie. Wichtiger Erfolg: Das Festschreiben von „Advanced Materials“ in der österreichischen Industriestrategie 2035 – sowie einer daraus abgeleiteten Roadmap.

Ein lächelnder Mann in einem hellblauen Hemd mit Knöpfen.

„Entscheidend für den Erfolg neuer Materialien ist für mich deren Zirkularität“

Andreas Falk
Geschäftsführer BioNanoNet (BNN)

„Ein wichtiger Schritt, da die EU in den kommenden Jahren zwei Milliarden Euro Forschungsgelder in diesem Bereich vergeben will“, so Falk, der auch die aktuelle Schwerpunktsetzung der Steiermark in diesem Bereich begrüßt. „Advanced Materials“ lautet das Thema des aktuellen Standortschwerpunkts der SFG – auf Initiative von Wirtschaftslandesrat Willibald Ehrenhöfer. Seiner Entscheidung – so heißt es – sollen Gespräche mit BNN vorausgegangen sein. „Ein extrem wichtiges Zukunftsthema, aber Advanced Material ist nicht gleich Advanced Material“, betont Andreas Falk. „Für die regionale, nationale und europäische Resilienz und einen in jeder Hinsicht wirkungsvollen Weg sollte der Fokus der Aktivitäten auf Sicherheit und Nachhaltigkeit der Materialien liegen. Advanced Materials können uns unabhängiger machen und die regionale Wertschöpfung in ganz Europa stärken.“ „Unbestritten verfügt die Steiermark über umfassendes Know-how im Materialumfeld“, bestätigt Daniel Krautzer, Projektleiter des neuen Standortentwicklungsprozesses in der Steirischen Wirtschaftsförderung SFG. (siehe Interview unten „Advanced-Materials-Hotspot Steiermark weiter ausbauen“) „Unsere Vision ist der Aufbau eines noch stärker europäisch vernetzten Gesamtökosystems in diesem Bereich. Die Steiermark soll international als Advanced-Materials-Hotspot sichtbarer werden und ihre bestehenden Stärken weiter ausbauen.“

Advanced Materials

  • Advanced Materials bzw. „fortschrittliche Materialien“ sind gezielt entwickelte Materialien mit erheblichen Verbesserungen hinsichtlich einer Eigenschaft oder der Leistungsfähigkeit bei einer spezifischen Anwendung. Sie können etwa besonders leicht, fest, hitzebeständig, leitfähig, langlebig, kreislauffähig, biologisch abbaubar oder funktional intelligent sein.
  • Die Materialien umfassen nach OECD folgende neun Kategorien: Biopolymere, Metamaterialien, fortschrittliche Polymere, Verbundwerkstoffe, Partikelsysteme, Hochleistungslegierungen, Poröse Materialien, Hochleistungsfasern, Smarte Nanomaterialien
  • Zentrale Branchen für den Einsatz von Advanced Materials sind: Mobilität, Energie, Elektronik, Bau/Construction, Umwelttechnologien sowie MedTech/Life Sciences (Life-Sciences beispielsweise COREMED an der Joanneum Research sowie Bericht Seite 34 im Magazin)

„Advanced-Materials-Hotspot Steiermark weiter ausbauen“

Warum ist die Steiermark der richtige Standort für „Advanced Materials“?

Weil hier bereits enormes Know-how vorhanden ist. Die Steiermark verfügt über eine Vielzahl an Kompetenzen im Materialumfeld – in der Forschung und bei produzierenden Unternehmen. Das Spektrum reicht von herausragenden Stärken in der Metallurgie und Mikroelektronik bis hin zu völlig neuen Materialanwendungen etwa in der Medizin- oder Holztechnologie.

Was ist bisher geschehen? Die nächsten Schritte?
Unser Schwerpunktthema hat die Setup-Phase überwunden. Viele Schlüsselakteure auf steirischer und nationaler Ebene sind identifiziert und eingebunden, ein unabhängiger strategischer Beirat begleitet den Prozess. Nun geht es darum, die Community weiter auszubauen, stärker zu vernetzen und den Zugang zu internationalen Fördermöglichkeiten und Kooperationen zu erleichtern. Gleichzeitig wollen wir durch eine Strukturanalyse ein noch klareres Bild des steirischen Ökosystems gewinnen.

Die größte Herausforderung beim Aufbau eines „Advanced Materials“-Ökosystems?

Wichtig zu betonen: Es gibt bereits ein starkes Ökosystem mit großer Tradition, etwa rund um Leoben. Die Herausforderung liegt vielmehr in der enormen Breite des Themenfeldes und der damit verbundenen Abgrenzung. Gleichzeitig liegt genau darin eine große Chance, unterschiedliche Branchen und Technologien noch stärker miteinander zu vernetzen und Innovationen an diesen Schnittstellen entstehen zu lassen.

Wie lautet die Vision?

Unsere Vision ist der Aufbau eines noch stärker europäisch vernetzten Gesamtökosystems. Gleichzeitig soll die Wertschöpfung stärker zirkulär erfolgen, um die Abhängigkeit von außereuropäischen Lieferketten zu reduzieren. Die Steiermark soll international als Advanced-Materials-Hotspot sichtbarer werden und ihre bestehenden Stärken weiter ausbauen. Am Ende geht es darum, Wettbewerbsfähigkeit, Wertschöpfung und hochwertige Arbeitsplätze am Standort durch den Einsatz innovativer Werkstoffe langfristig zu sichern.

Daniel Krautzer
Projektleiter „Advanced Materials“ in der SFG

BNN (BioNanoNet ForschungsGmbH)

  • Gemeinnützige Forschungsorganisation, im Eigentum des Vereins BioNanoNet, mit dem Ziel, Mitglieder und Partner dabei zu unterstützen, die nachhaltige Entwicklung vernetzter Technologien wie Advanced Materials voranzutreiben und dabei das europäische Hightech-Ökosystem mitzugestalten.
  • BNN koordiniert Advanced Materials-Aktivitäten regional, national und europäisch – darunter das europäische Projekt InnoMatSyn sowie ATIMA, eine österreichweite Plattform, die Forschung, Industrie und die öffentliche Hand im Bereich „Advanced Materials“ vernetzt.

Schwerpunktthema Steiermark

  • Die Steirische Wirtschaftsförderung SFG bündelt mit dem Standortschwerpunkt Advanced Materials ein neues Technologiefeld. Der Schwerpunkt ist ein gemeinsames Entwicklungsthema des Landes Steiermark, initiiert von LR Willibald Ehrenhöfer, und der SFG.
  • Dabei bringt die SFG Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Cluster und weitere relevante Akteure zusammen. Der Prozess wird durch einen strategischen Beirat begleitet – darin vertreten: Heinz Mayer (Geschäftsführer JOANNEUM RESEARCH), Peter Moser (Rektor MUL), Horst Bischof (Rektor TU Graz), Henriette Spyra (BMIMI-Expertin für Innovation und Mobilität), Stefan Rohringer (Country R&D Officer Austria Infineon) und Kurt Satzinger (Senior Vice President R&D and Innovation voestalpine)

Biobasierte Materialien für Batterien und Schäume

Ein Paradebeispiel für den Einsatz zirkulärer, neuer Materialien liefert das in Graz ansässige Start-up Ecolyte. Das Unternehmen entwickelt nachhaltige Materialien für stationäre Redox-Flow-Batterien, die künftig Lithium-Ionen-Batterien ersetzen und die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen verringern sollen. Dafür setzt das Team rund um CEO Stefan Spirk, Professor an der TU Graz, auf den Aromastoff Vanillin – gewonnen aus Lignin, einem Reststoff der Papierherstellung. Nicht nur die Elektrolyte, die die elektrische Energie speichern, auch die Ionenaustauschmembranen sind papierbasiert. „Das präzise Zusammenspiel aus Moleküldesign, Membranstruktur und Batterietechnik macht ein leistungsfähiges und langlebiges Speichersystem möglich“, erklärt Spirk. „Ecolyte konnte diese Materialien bereits aus dem Labor bis in ein Batteriesystem überführen. Das Potenzial ist enorm. Redox-Flow-Batterien sind insbesondere für stationäre Langzeitspeicherung interessant, weil Leistung und Speicherkapazität unabhängig voneinander skaliert werden können.“

Ein Mann mit braunen Haaren und Bartstoppeln, der ein blaues Hemd mit Knöpfen und einen blauen Blazer trägt.

Stefan Spirk,
CEO der Start-ups Ecolyte und FOAMO

Ebenfalls biobasierte Materialien stehen bei FOAMO, einem zweiten von Spirk gegründeten Start-up, angesiedelt am Science Park Graz, im Zentrum: Das Start-up entwickelt leichte, formbare Schaumstoffstrukturen aus Zellstoff. „Der FOAMO-Schaum, ein aufgeschäumter Zellstoff, kann fossile Schaumstoffe in ausgewählten Anwendungen ersetzen“, betont Spirk. „Entscheidend ist dabei auch dessen gezielte Verarbeitung zu einer kontrollierten porösen Materialarchitektur mit Prozessen, die dem Brotbacken ähneln. Dadurch entstehen leichte und zugleich mechanisch belastbare Formteile, beispielsweise für Schutz- und Verpackungsanwendungen.“ Seine spezielle Stärke liegt in der Kombination aus geringem Gewicht, Formbarkeit und seiner schockabsorbierenden Wirkung. Eine konkrete Anwendung war zuletzt Teil eines EU-Forschungsprojekts: der Einsatz in Fahrradhelmen als Ersatz für Polymere auf Erdölbasis.

Hotspot Leoben: Von Advanced Stahl bis zu riechenden Sensoren

Ein traditioneller Material-Hotspot bildet die Region Leoben – rund um Leitbetriebe wie die voestalpine und AT&S, die Montanuni Leoben sowie spezialisierte Forschungszentren entstand über die Jahre ein Ökosystem technologisch fortschrittlicher Materialien. Zu den führenden Forschungseinrichtungen zählt das Materials Center Leoben (MCL). „Advanced Materials sind die Grundbausteine von fast allen Produkten und dadurch Schlüsseltechnologie für unzählige Produktinnovationen“, erklärt Werner Ecker, MCL-Geschäftsführer. „So haben wir etwa einen neuen Advanced Stahl für die Anwendung im Herzstück von Weichen entwickelt, die die Wettbewerbsfähigkeit unserer Betriebe in diesem Bereich stärkt“, so Ecker. Auch die Entwicklung von nanoskaligen und chipintegrierbaren Gas-Sensor-Materialien ermöglicht neue Anwendungen. Wir bringen Maschinen damit gewissermaßen das Riechen bei. Die Sensoren werden für Umweltmonitoring und zur Behälterüberwachung in der Abfallwirtschaft eingesetzt und demnächst auf Drohnen montiert.

Ein Mann, der einen dunklen Anzug, ein blaues Hemd mit Knöpfen und eine rote Krawatte trägt.

„We Innovate Materials“

Werner Ecker
Geschäftsführer Materials Center Leoben (MCL)

“ Weitere Anwendungsfälle: das Aufspüren von Trüffeln sowie für Menschen gefährlicher Substanzen und Kampfstoffe. „Neue Werkstoffe sind auch essenziell, um die europäische Wirtschaft resilienter zu machen. So können wir künftig dank eines aktuellen Forschungsprojekts etwa unsere Rohstoffabhängigkeit von China bei Hartmagneten für elektrische Antriebe verringern“, so der Geschäftsführer des MCL, das im EU-Vorhaben MaterialsCommons – einem Projekt zur Schaffung einer gemeinsamen europäischen digitalen Materialdateninfrastruktur – eine führende Rolle einnimmt. In welchem Bereich erwartet Ecker künftig die größten Materialdurchbrüche? „Es wird jede Branche von Materialinnovationen profitieren. Je größer die Anforderungen hinsichtlich extremer Umgebungsbedingungen, Materialfunktionalität, Leichtbau oder Miniaturisierung, desto größer das Potenzial“, so Ecker und nennt beispielhaft Energie- und Umwelttechnik, Mikroelektronik, Mobilität, Weltraumanwendungen sowie Sicherheit und Verteidigung. „Aber auch in der Kreislaufwirtschaft und bei Materialinnovationen rund um Stahl und Metalllegierungen sehe ich großes Potenzial.“

Ein Techniker, der blaue Handschuhe trägt, bedient ein spezielles Laborgerät.
Von Advanced Stahl bis Gas-Sensor-Materialien: Das MCL in Leoben ist eine der führenden Forschungseinrichtungen im Bereich Advanced Materials.

Wenn Polymere kreislauffähig werden

Ebenso in Leoben angesiedelt ist das Polymer Competence Center Leoben (PCCL). „Die großen Herausforderungen der Zukunft werden sich nicht ohne neue Materialien lösen lassen“, betont Geschäftsführerin Elisabeth Ladstätter. „Wir sehen enormes Potenzial darin, Polymere leistungsfähiger, funktionaler und gleichzeitig kreislauffähiger zu machen. Genau an dieser Schnittstelle zwischen Materialforschung und industrieller Anwendung setzen unsere Forschungsaktivitäten an.“

Eine lächelnde Frau mit kurzen, hellbraunen Haaren trägt eine Brille, ein weißes Hemd mit Kragen und einen schwarzen Nadelstreifenblazer.

„Die Herausforderungen der Zukunft lassen sich nicht ohne neue Materialien lösen“

Elisabeth Ladstätter
Geschäftsführerin Polymer Competence Center Leoben (PCCL)

Das Spektrum der Forschungen reicht von dynamischen Polymernetzwerken bis zu Hochleistungswerkstoffen für Energie und Mobilität. „Im Mittelpunkt stehen dabei Materialien, die mehr können als klassische Kunststoffe: Sie sollen hohe mechanische und thermische Anforderungen erfüllen, möglichst ressourcenschonend hergestellt werden und sich am Ende ihres Lebenszyklus besser reparieren, wiederverarbeiten oder recyceln lassen“, so Ladstätter und nennt ein besonders zukunftsträchtiges Forschungsfeld: dynamische Polymernetzwerke, sogenannte Vitrimere. Diese stellen als neuartige Kunststoffklasse eine nachhaltige Alternative zu klassischen Duroplasten dar, da sie deren exzellente Stabilität mit der Recyclingfähigkeit von Thermoplasten kombinieren. „Damit eröffnen sich neue Wege für reparierbare, umformbare und wiederverwertbare Materialien. Gerade bei faserverstärkten Verbundwerkstoffen, die aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit in zahlreichen technischen Anwendungen eingesetzt werden, könnte dies neue Ansätze für eine stärker kreislauforientierte Produktion schaffen.“ Ein weiteres Anwendungsfeld des PCCL ist die Photovoltaik. „Verbesserte Materialsysteme können einen Beitrag zu höherer Zuverlässigkeit, längerer Lebensdauer und besserer Leistungsfähigkeit von Photovoltaikmodulen leisten.“ Neben neuen Materialfunktionen gewinnt die Frage der Kreislauffähigkeit zunehmend an Bedeutung. „Das PCCL forscht deshalb auch daran, Kunststoffrezyklate für hochwertige technische Anwendungen nutzbar zu machen.“

Ein Wissenschaftler im Laborkittel, der neben einem bunten Molekülmodell auf einem Labortisch eine Petrischale untersucht.
Forschungsfelder am PCCL: dynamische Polymernetzwerke, langlebige Materialien für die Energiewende, nachhaltige Verbundwerkstoffe sowie hochwertige Kunststoffrezyklate

Grüner Stahl ohne Qualitätsverlust

Auch das „Brot-Material“ der Obersteiermark – Stahl bzw. Edelstahl aus dem Umfeld der voestalpine – ist Gegenstand fortlaufender Optimierung. Dabei geht es längst nicht nur um Performancesteigerungen spezifischer Legierungen, vielmehr stehen auch die Herstellverfahren im Fokus – zentral dabei: die grüne Stahlproduktion der Zukunft. So forscht das „Christian Doppler Labor für Einschlussmetallurgie in der modernen Stahlherstellung“ an der Montanuniversität Leoben an der Frage, wie die hohe Qualität von Stahlprodukten auch unter den Bedingungen der aktuellen Transformation der Stahlindustrie gesichert werden kann.

Susanne Michelic, die Leiterin des Lehrstuhls für Eisen- und Stahlmetallurgie an der Montanuni Leoben sowie des CD-Labors für Einschlussmetallurgie in der modernen Stahlherstellung

„Denn der Umstieg von der klassischen Hochofen-Konverter-Route auf CO₂-ärmere Verfahren verändert den Einsatzmix grundlegend: Höhere Schrottanteile und neue Eisenträger bringen andere Begleit- und Spurenelemente sowie veränderte Ausgangsbedingungen in die Schmelze“, erklärt die Leiterin des CD-Labors, Susanne Michelic, auch Leiterin des Lehrstuhls für Eisen- und Stahlmetallurgie an der Montanuni Leoben. „Diese Veränderungen wirken sich unmittelbar auf Reinheitsgrad, Einschlussbildung und damit auf die Produktqualität aus. Wir untersuchen daher, wie sekundärmetallurgische Prozesse gezielt angepasst werden müssen, um auch künftig Stähle mit hoher Reinheit und zuverlässigen Eigenschaften herzustellen, und schaffen so die wissenschaftliche Grundlage für eine nachhaltige und zugleich qualitätsorientierte Stahlproduktion“, betont sie. „Die Transformation der Stahlindustrie ist nur dann ein Wettbewerbsvorteil, wenn die CO₂-Reduktion ohne Einbußen bei der Produktqualität gelingt. Genau diese Kombination wird von Kunden in anspruchsvollen Branchen wie Automobil, Energie und Maschinenbau zunehmend gefordert.“

Material-Know-how auf Formel-1-Niveau

Ebenfalls in der Obersteiermark angesiedelt: Pankl Racing Systems, Entwickler und Anwender hochleistungsfähiger Materialien in den Bereichen Racing, High Performance und Aerospace sowie Großlieferant der Formel 1. „Für Pankl beginnt Performance dort, wo sie für viele unsichtbar ist: in der Mikrostruktur von Werkstoffen und an den Oberflächen hochbeanspruchter Komponenten“, erklärt Stefan Seidel, CTO des Unternehmens. „Moderne Werkstoffe, maßgeschneiderte Wärmebehandlungen, intelligente Oberflächentechnologien und präzise beherrschte Fertigungsprozesse ermöglichen Produkte, die leichter, langlebiger und leistungsfähiger sind“, so Seidel. „Während im Motorsport jedes Gramm Gewicht und jeder Prozentpunkt Wirkungsgrad zählt, stehen in der Luftfahrt und im High-Performance-Automotive-Bereich zusätzlich Zuverlässigkeit, Sicherheit und konstante Qualität im Vordergrund.“

Ein Mann mittleren Alters in Anzugjacke und weißem Hemd steht in einem hellen Büroflur.

„Für Pankl beginnt Performance dort, wo sie für viele unsichtbar ist: in der Mikrostruktur von Werkstoffen“

Stefan Seidel
CTO Pankl Racing Systems

Die wahre Innovation entstehe aus dem Zusammenspiel mehrerer Faktoren. „Nicht der Werkstoff allein entscheidet über den Erfolg eines Produkts, sondern das perfekt abgestimmte Gesamtsystem aus Material, Prozess, Oberfläche und Konstruktion.“ Ein Material, das für Pankl in vielen Bereichen eine Hauptrolle spielt, ist Titan. „Aufgrund seiner hohen spezifischen Festigkeit ermöglicht Titan erhebliche Gewichtseinsparungen bei gleichzeitig hoher Belastbarkeit und macht Antriebs- und Fahrwerkssysteme damit leistungsfähiger“, erklärt Christian Koller, Head of Materials Science. „Gleichzeitig arbeiten wir gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern kontinuierlich an der Weiterentwicklung bestehender sowie an der Erforschung neuer Titanlegierungen.“ Zusätzliche Potenziale entstehen durch neue Fertigungstechnologien wie die additive Fertigung. „Sie eröffnet neue konstruktive Freiheiten und ermöglicht Geometrien sowie funktionsintegrierte Bauteile, die mit konventionellen Verfahren nicht realisierbar wären.“ Stefan Seidel: „Der Werkstoff der Zukunft muss mehr können als nur leistungsfähig sein. Er muss verfügbar, wirtschaftlich, nachhaltig und über seinen gesamten Lebenszyklus beherrschbar sein. Materialentwicklungen müssten deshalb nicht nur technologisch überzeugen, sondern auch robust und wirtschaftlich im industriellen Maßstab umsetzbar sein.“

Höchste Materialkompetenz: Formel-1-Supplier Pankl setzt in der Entwicklung neuer Titanlegierungen Maßstäbe.

Leistungsfähigere Chips für KI, Industrie und Energiewende

Fortschrittliche Materialien sind auch in der Halbleiterindustrie elementar für die Leistungsfähigkeit der Mikroelektronik. „Advanced Materials sind für Infineon ein strategischer Erfolgsfaktor“, bestätigt Stefan Rohringer, Country R&D Officer Infineon Austria. Das globale Kompetenzzentrum des Konzerns für neue Halbleitermaterialien in Villach arbeitet eng mit dem F&E-Standort in Graz zusammen – dem weltweiten Kompetenzzentrum von Infineon für Kontaktlostechnologien. „Gemeinsam entwickeln wir Technologien, die die nächste Generation energieeffizienter Leistungshalbleiter ermöglichen. Im Bereich der Sensorik stehen Materialeigenschaften oftmals im Mittelpunkt, um Messungen unterschiedlichster Art umzusetzen. Die Kombination aus neuen Halbleitermaterialien, Leistungselektronik und intelligenter Sensorik eröffnet völlig neue Möglichkeiten für energieeffiziente und vernetzte Systeme.“

Ein lächelnder Mann mittleren Alters in einem blauen Hemd und einem marineblauen Blazer, der in einem Flur steht.

„Die Kombination aus neuen Halbleitermaterialien, Leistungselektronik und intelligenter Sensorik eröffnet völlig neue Möglichkeiten“

Stefan Rohringer
Country R&D Officer Infineon Austria

Konkret im Fokus: Neben Silizium spielen insbesondere die Wide-Bandgap-Halbleitermaterialien Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) eine Schlüsselrolle. „Sie ermöglichen höhere Effizienz, geringere Energieverluste und neue Anwendungen in Elektromobilität, erneuerbaren Energien, Industrie und Rechenzentren“, so Rohringer. „Neue Halbleitermaterialien sind für uns kein Zukunftsthema, sondern industrielle Realität. Mit Weltneuheiten wie der ersten 300-Millimeter-GaN-Power-Technologie und der Auslieferung von Produkten auf Basis der 200-Millimeter-Siliziumkarbid-Technologie aus Villach zeigt sich, welches Innovationspotenzial in Advanced Materials steckt.“ Welchen konkreten Unterschied macht nun ein neues, hochentwickeltes Material? „Ein Beispiel sind moderne Ladegeräte auf Basis von Galliumnitrid – jeder kennt sie von zuhause“, erklärt er. „Im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumlösungen können sie deutlich kleiner und leichter gebaut werden, arbeiten effizienter und entwickeln weniger Wärme. Noch bedeutender ist der Effekt bei Anwendungen wie Elektrofahrzeugen oder Schnellladestationen. Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid reduzieren Energieverluste erheblich und steigern so die Effizienz des Gesamtsystems.“ Das ermögliche höhere Reichweiten, schnellere Ladezeiten und einen sparsameren Umgang mit Energie. „Neue Halbleiter sind damit auch zentraler Hebel für das Gelingen der Energiewende“, so Rohringer.

Ein Techniker in einem weißen Reinraumanzug hält in einer Halbleiterfertigungsanlage einen Siliziumwafer in der Hand.
Siliziumkarbid und Galliumnitrid: höhere Effizienz, geringere Energieverluste und neue Anwendungen in E-Mobilität, erneuerbaren Energien, Industrie und Rechenzentren

Warum die Zukunft der Elektronik zwischen den Schichten liegt

Erfolgskritisch ist die Materialkompetenz auch für AT&S, führenden Anbieter von High-End-Leiterplatten und IC-Substraten mit Sitz in Leoben-Hinterberg. „Oft versuchen wir, unsere Produkte mit einer Manner-Schnitte zu erklären. Viele Lagen von leitfähigem und nicht leitfähigem Material sind übereinander geschichtet und zu einer idealen Komposition verbunden“, sagt Hannes Voraberger, Corporate Vice President R&D bei AT&S. „Doch während die Manner-Schnitte vor allem gut schmecken soll, müssen moderne IC-Substrate und Leiterplatten deutlich mehr leisten: Sie transportieren enorme Mengen an Strom und Daten, halten extremen Temperaturen stand und verbinden Milliarden von Transistoren zu einem funktionierenden Gesamtsystem. Genau hier beginnt die Welt der Advanced Materials“, so Voraberger. „Mikrochips gelten als das Herz moderner Elektronik. Tatsächlich entscheidet heute jedoch zunehmend das Materialsystem rund um den Chip über die Leistungsfähigkeit eines elektronischen Systems. Die Ära, in der Fortschritte vor allem durch kleinere Transistoren erzielt wurden, geht zu Ende. Künftige Innovationssprünge entstehen durch neue Materialien und innovative Packaging-Technologien.“

Ein Mann mittleren Alters mit Brille, der ein schwarzes Hemd und einen Blazer trägt.

„Advanced Materials schaffen die Grundlage dafür, dass Europa bei Schlüsseltechnologien wie KI, Hochleistungsrechnern und nachhaltiger Mobilität eine führende Rolle spielen kann“

Hannes Voraberger
Corporate Vice President R&D bei AT&S

Besonders deutlich werde das bei KI-Hochleistungsrechnern. Moderne Beschleuniger benötigen Stromstärken von mehreren hundert Ampere und müssen gleichzeitig gewaltige Datenmengen zwischen Prozessoren und Speichern übertragen. „Herkömmliche Materialien stoßen dabei an ihre Grenzen. Erst neue Kupfersysteme, innovative Isolationsmaterialien und hochentwickelte Substrate ermöglichen die notwendige Leistung bei Datenübertragung und Wärmeableitung“, so Voraberger. „Für AT&S sind Advanced Materials daher eine Schlüsseltechnologie der Zukunft. Die Entwicklung reicht von besonders verlustarmen Dielektrika für Höchstgeschwindigkeits-Datenübertragung über neue Lösungen für das Wärmemanagement bis hin zu Glasmaterialien, die künftig völlig neue Architekturen für KI- und Hochleistungsrechner ermöglichen könnten.“

Die neue Holzklasse: Hightech-Werkstoff aus dem Wald

Auf kreisläuffähige und regional verfügbare Materialien setzt ein neuer zukunftsreicher Industrieschwerpunkt der Steiermark rund um die Weitzer Woodsolutions und das neue Forschungszentrum Wood Vision Lab. „Die Werkstoffe der Zukunft müssen leicht, leistungsfähig, klimafreundlich und wirtschaftlich sein“, so Martin Karner, CEO der Weitzer Woodsolutions. „Holz ist seit Jahrhunderten bekannt und beginnt gerade erst, sein volles Potenzial zu entfalten. Durch Forschung, Digitalisierung und intelligente Hybridbauweisen entwickelt sich der natürliche Rohstoff zu einem echten Hightech-Material für die Industrie von morgen“, so Karner.

Ein lächelnder Mann, der einen Blazer und ein weißes Hemd trägt.

„Holz setzt sich nicht durch, weil es ,grün‘ ist, sondern weil es in vielen Anwendungen die bessere wirtschaftliche Lösung sein kann“

Martin Karner
CEO Weitzer Woodsolutions

„Holz-Hybridwerkstoffe ermöglichen Leichtbaulösungen mit hoher Festigkeit, reduzieren Material- und Energieeinsatz und speichern gleichzeitig CO₂ – der optimale Werkstoff für die angestrebte Dekarbonisierung der Industrie“, so Karner. Rail, Automotive und Logistik sind für ihn die drei zentralen Branchen, in denen Holz-Hybridkomponenten künftig Einsatz finden werden. „Das Geniale: Während viele Zukunftstechnologien von globalen Lieferketten abhängig sind, wächst der Rohstoff für diese Innovation direkt vor unserer Haustür. Vom klimafitten Wald über Forschung und Entwicklung bis hin zum serienreifen Hightech-Bauteil kann die gesamte Wertschöpfung in der Steiermark abgebildet werden.“ Dass diese Möglichkeiten bereits heute Realität sind, sei das Ergebnis von beinahe 15 Jahren konsequenter Forschungs- und Entwicklungsarbeit. „Mit dem Wood Vision Lab und Weitzer Woodsolutions ist in Weiz ein europaweit einzigartiger Entwicklungs- und Wertschöpfungsverbund entstanden, der den gesamten Weg vom Rohstoff bis zur industriellen Serienfertigung abdeckt“, so Karner. „Während im Wood Vision Lab die Technologien von morgen entwickelt und qualifiziert werden, beweist Weitzer Woodsolutions bereits heute, dass Holz-Hightech-Bauteile technisch, wirtschaftlich und industriell konkurrenzfähig sind. Für mich ist klar: Holz setzt sich nicht durch, weil es ,grün‘ ist, sondern weil es in vielen Anwendungen die bessere wirtschaftliche Lösung sein kann.“

Termine

17.11.2026
FAME-Ecosys Austria

  • FAME = Future of the Advanced Materials in Europe, ein europäisches Vernetzungs- und Strategieevent für Advanced Materials, Kunsthaus Graz, 12:30 bis 20:00 Uhr.

18.11.2026
Zukunftstag 2026 „Let’s Transform“

  • Geplant sind eine Ausstellung „Advanced Materials“ am Zukunftstag 2026 sowie eine eigene hochkarätig besetzte Advanced Materials-Session, Messe Center Graz.

Fotos: beigestellt

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