Der Aufstieg selbstheilender Materialien: Intelligente Innovationen für eine nachhaltige Zukunft

Autor: Himanshu Patni

21. November 2022

Selbstheilende Materialien bewegen sich langsam aus dem Bereich der Fantasie in die Realität und werden bald mehrere Industrien revolutionieren, angefangen von der Automobilindustrie und der Elektronik. Immer mehr zeigen neue Entwicklungen in der Materialwissenschaft die Fähigkeit selbstheilender Materialien, die Produktlebensdauer zu verlängern, Abfall zu reduzieren und die Nachhaltigkeit zu verbessern. Lesen Sie im Folgenden, um ein klareres Verständnis der vorherrschenden Trends und Innovationen in der Industrie der selbstheilenden Materialien zu erhalten.

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Hier sind ein paar grundlegende Fakten über selbstheilende Materialien:

Übersicht über selbstheilende Materialien

Selbstheilende Materialien sind so konzipiert, dass sie ihre Eigenschaften nach einem bestimmten Schadenszustand wie Riss, Kratzer oder Bruch ohne Eingriff von außen wiederherstellen. Je nach Material kann dies durch Wärme, Licht und chemisch induzierte Veränderungen im Material stimuliert werden.

Wie funktionieren sie?

Diese Materialien basieren im Allgemeinen entweder auf inhärenten oder erworbenen Ansätzen. Inhärente Selbstheilung ist die Selbstheilung, die aus dem Material selbst entsteht und keinen externen Reiz benötigt, während extrinsische Selbstheilung vorliegt, wenn das Material Heilungsmittel enthält, die im Falle einer Materialbeschädigung aktiviert werden sollen, wie z. B. Mikrokapseln, die bei Beschädigung freigesetzt werden.

Über selbstheilende Materialien Aktuelle Informationen

1. Von allen Fertigungssektoren steht die Automobilindustrie an der Spitze dieser Entwicklung.

·Wachsende Akzeptanz in Beschichtungen

Solche Arten von Beschichtungen gewinnen allmählich an Popularität bei Automobilherstellern, da sie die Langlebigkeit der Fahrzeugoberflächen verbessern. Diese Beschichtungen können kleine Kratzer oder Dellen selbst reparieren, wodurch weniger häufig Nachbesserungen und Reparaturen durchgeführt werden müssen, und Automobile müssen oft neu lackiert werden. Zum Beispiel hat Nissan einige Modelle auf den Markt gebracht, die mit selbstheilendem Lack ausgestattet sind, und dies wird zu einem Trend auf dem Markt unter den Autoherstellern.

·Innenanwendungen

Neben dem Exterieur werden selbstheilende Materialien in den Innenraum von Automobilen wie Instrumententafeln und Sitzen integriert, da diese stark beansprucht werden. Dies wird durch den ständig wachsenden Bedarf an langlebigen, wartungsarmen Fahrzeugen vorangetrieben.

2. Die Anwendung selbstheilender Polymere im 3D-Druck

·Transformation der Welt der additiven Fertigung

Vor kurzem wurde eine neuartige Form von Polymeren in den 3D-Druck integriert, wodurch Hersteller nun Teile herstellen, die sich selbst reparieren können, sobald sie beschädigt wurden. Dies ist in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Medizinprodukteherstellung am hilfreichsten, wo Produktlebensdauer und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Die Anwendung solcher Polymere führt zur Herstellung von Teilen, die sowohl leichter als auch haltbarer sind als Standardteile, ein wichtiger Trend auf dem Markt.

·Nachhaltigkeitsfaktor

Selbstheilende Materialien im 3D-Druck tragen auch zu globalen Nachhaltigkeitszielen bei, da sie den Materialabfall reduzieren. Die Nähe zu einer Kreislaufwirtschaft ist ein weiterer Vorteil dieser Technologie aufgrund ihrer Neigung zur Produktreparatur im Gegensatz zum Produktaustausch.

3. Luft- und Raumfahrtindustrie: Selbstheilende Verbundwerkstoffe

·Verbesserung von Luft- und Raumfahrtteilen

Selbstheilende Verbundwerkstoffe werden nach und nach zur Norm für Luft- und Raumfahrthersteller von Strukturkomponenten. Diese Verbundwerkstoffe können sich selbst von Auswirkungen oder Belastungsschäden reparieren und so die Lebensdauer von Flugzeugteilen erhöhen.

4. Elektronik: Selbst reparierbare flexible elektronische Schaltungen

·Selbstheilende Elektronik

In der Consumer Electronics Division werden selbstheilende Materialien verwendet, um flexible und robuste Produkte zu ermöglichen. Selbstheilende Displays für Smartphones, Wearables und andere Geräte und Schaltungen sind jetzt möglich; Geräte können sich selbst reparieren, wenn kleinere Schäden auftreten. Es erhöht nicht nur den Wert des Produkts, indem es durch seinen Kreislauf länger hält, sondern auch für die Kunden durch weniger Reparaturen.

·Smartphone-Revolution

Mit selbstheilenden Polymeren für Telefonbildschirme ziehen mehrere Unternehmen Tests in Betracht. LG hat bereits selbstheilende Rückseiten auf seinen Smartphones vorgestellt, und mehrere ähnliche Produkte werden bald auf den Markt kommen, was langlebige Unterhaltungselektronikprodukte zum neuesten Modetrend macht.

Marktbeeinflussende Trends und Schlüsselfaktoren

1. F&E-Investitionen steigen

Fokus auf Hochleistungspolymere.

Die Entwicklung verbesserter Hochleistungspolymere mit effizienten Selbstheilungskapazitäten ist ein eindeutiger besonderer Schwerpunkt von Polymeren, insbesondere in Bezug auf die Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrien.

2. Nachhaltigkeit als Kernantrieb

Umweltfreundliche Lösungen

Selbstheilung verschiebt die Notwendigkeit des häufigeren Austauschs und steht im Einklang mit den Nachhaltigkeitszielen weltweit. Heute arbeiten Unternehmen zunehmend an der Schaffung neuer selbstheilender, biobasierter und umweltfreundlicher Materialien, um die Kreislaufwirtschaft zu unterstützen.

3. Regierungsinitiativen

Forschungsförderung für fortschrittliche Materialien

Bundes- und Landesregierungen in Nordamerika, Europa und Asien unterstützen und finanzieren die Forschung im Zusammenhang mit selbstheilenden bahnbrechenden Materialien. Dies beschleunigt den Einsatz solcher Technologien, insbesondere in kommerziellen Anwendungen wie Infrastruktur und Verteidigung.

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Fazit

Selbstheilende Werkstoffe In Bezug auf die Zukunft haben selbstheilende Werkstoffe eine vielversprechende Zukunft in mehreren Sektoren, da kein anderes Material irgendeiner anderen Art von System dies könnte. Selbstheilende Werkstoffe für die Zukunft von Bauunternehmen.

Technologien für selbstheilende Werkstoffe: Neue industrielle Revolution verändert die Produktherstellung. Die Technologie für selbstheilende Werkstoffe, die sich in verschiedenen Branchen rasant entwickelt hat, revolutioniert heute die Art und Weise, wie Produkte hergestellt werden, indem sie sie widerstandsfähig, nachhaltig und kosteneffizient macht. Diese Werkstoffe, die in der Automobilindustrie, der Unterhaltungselektronik und vielen anderen Branchen eingesetzt werden, werden voraussichtlich die Entwicklung neuer Produkte und das Produktlebenszyklusmanagement verändern. Der zunehmende technologische Fortschritt in Forschung und Entwicklung sowie die wachsende Akzeptanz intelligenter und nachhaltiger industrieller Lösungen deuten darauf hin, dass der Markt für selbstheilende Werkstoffe in den kommenden Jahren expandieren wird.

Angesichts des Wachstums der Nutzung in stark nachgefragten Branchen sind strategische Investitionen, die von staatlichen Stellen für selbstheilende Werkstoffe unterstützt werden, dazu bestimmt, zu einem der wesentlichen Elemente der Herstellung zu werden, um die Haltbarkeit und Nachhaltigkeit von Produkten weltweit zu verbessern.Laut der Analyse von UnivDatos Market Insights treiben die steigende Nachfrage nach langlebigen Materialien, Fortschritte in der Nanotechnologie, das wachsende Interesse an nachhaltigen Materialien und die zunehmende Akzeptanz in der Automobilindustrie den Markt für selbstheilende Werkstoffe an. Laut derenMarkt für selbstheilende Werkstoffe“Bericht wurde der globale Markt im Jahr 2023 auf 2 Milliarden USD geschätzt und wächst im Prognosezeitraum von 2024 – 2032 mit einer CAGR von etwa 24 %..

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