Neue Materialien für innovative Produkte

Stets haben Menschen die in der Natur vorkommenden Materialien wie Leder, Knochen, Lehm und Holz verarbeitet. Zum Einsatz gelangten die Materialien in der Frühzeit der menschlichen Entwicklung so, wie sie in der Natur vorgefunden wurden. Oft führte der Zufall zu Erkenntnissen, daß Materialien verschiedene Eigenschaften besitzen und diese veränderbar sind. Archäologische Fluide dokumentieren diese experimentellen Anfänge der Materialforschung.

Standen konventionelle Materialien wie Stein, Bronze und Eisen Pate für die Bezeichnung ganzer Epochen, so treten heute die Ergebnisse der Weiterentwicklung traditioneller Materialien und das Potential Neuer Materialien in den Systemhintergrund und werden damit trotz ihrer grundlegenden Bedeutung für technische Innovationen zu einer eher unsichtbaren Dimension. Neue Materialien haben finden technischen und wirtschaftlichen Fortschritt zwar eine herausgehobene Bedeutung, aber oft keine selbständige Rolle mehr. Besondere Betonung erfahren in jüngster Zeit einerseits die traditionellen Werkstoffe aus pflanzlichen Substanzen, die zukünftig aus vielerlei Gründen vermehrte Anwendung finden werden, wenn ihre Erzeugung ökologisch vertretbar erfolgt, andererseits die nanostrukturierten Werkstoffe, deren Entwicklung zum Teil erst den Bereich der Grundlagenforschung verlassen hat. Daneben sind ohne künftige Arbeiten in den Gebieten der hochauflösenden Materialcharakterisierungen sowie der Modellierung und Simulation nicht nur von Bauteilen, sondern auch von Materialstrukturen bis herunter in submikroskopische Größenordnungen, wesentliche Teile der Materialentwicklung nicht mehr denkbar.

Das vorliegende Memorandum hat Konsequenzen für die Durchführung weiterer Studien zu gesellschaftlichen Aspekten und Folgen der Materialforschung und -entwicklung; darüber hinaus erlaubt es Schlußfolgerungen für die Konzeption von Technikfolgenbeurteilung. Diese seien im folgenden kurz angesprochen.

Die Materialwissenschaft mit ihren Ideen zu Neuen Materialien ^1,2 und zur Erweiterung des Einsatzspektrums von vorhandenen traditionellen Materialien ist eines der technischen Gebiete für die Sicherung von Innovationen im 21. Jahrhundert. Die gesellschaftliche und finanzielle Förderung dieses Gebietes muß auch zukünftig zu den wichtigen Förderschwerpunkten zählen, und das nicht nur aufgrund der herausgehobenen Stellung in praktisch allen Produktionsbereichen. Die Erfolge in der Halbleitertechnik beispielsweise basieren nicht unwesentlich auf den innovativen Forschungsergebnissen der Materialwissenschaften und zeigen, daß dem Nutzer im allgemeinen nicht klar ist, wie maßgeblich die Materialforschung an den Erfolgen beteiligt ist.

In den vergangenen Jahren sind mehrere Studien zu gesellschaftlichen Bedingungen und Folgen von Materialforschung und -entwicklung und zur Situation der Materialwissenschaften erschienen (vgl. dazu Abschn. 2.3). Das Gebiet der Materialforschung und -entwicklung scheint als Gegenstand von Technikfolgenbeurteilung etabliert zu sein (Socher 1997). Das politische und gesellschaftliche Interesse an Technikfolgenbeurteilungen in diesem Feld ist wohl vor allem den Sorgen um die Innovationsfähigkeit von gesellschaftlichen Bereichen geschuldet, weniger dem Interesse an einer „Frühwarnung vor technikbedingten Gefahren“, wie dies in der älteren TA-Diskussion in der Regel der Fall war. In diesem „Prozeß“ wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Reflexion stellt das vorliegende Memorandum eine Stellungnahme aus den Materialwissenschaften selbst dar.

Nach der Darstellung der gesellschaftlichen Bedeutung von Materialentwicklungen und der Beurteilung ihrer Auswirkungen sollen im dritten Kapitel die aktuellen Entwicklungen ausgewählter, wesentlicher Materialien dargestellt werden. Spekulativen Prognosen über exotische Materialien wird dabei kein Raum gegeben. Im Vordergrund stehen bis auf wenige Ausnahmen Werkstoffe für strukturelle Anwendungen in der Technik.

Im Gegensatz zu den Kapiteln 3 und 4, welche sowohl den Stand der einzelnen Materialklassen als auch aktuelle und historische materialtechnische Entwicklungen behandeln, sollten in diesem Kapitel die europäischen Aktivitäten im Bereich der Materialforschung in Relation zu verschiedenen Kriterien analysiert werden. Dazu sollten neben Deutschland weitere Länder der Europäischen Union: Frankreich, Großbritannien, Schweden, Niederlande, Österreich, Italien, Spanien sowie die Schweiz, USA und Japan in die Untersuchungen mit einbezogen werden. Die Versuche zur Beschaffung der hierfür notwendigen Daten führten jedoch auf folgende Problematik: Selbst einfach erscheinende Fakten sind aus den verschiedenen vorhandenen Datenbanken der EU oder von den Werkstoffverbänden nicht abrufbar. Beispielsweise müssen für einen Ländervergleich zum monetären Verhältnis von öffentlichem Gesamtforschungsaufwand zu Materialforschungaufwand über zwei bis drei Jahre die Daten einzeln und akribisch — einer Detektivarbeit gleich — zusammengetragen werden. Hierbei sollte von Beginn an so vorgegangen werden, daß für den jeweiligen Posten Materialforschung nur die Gesamtsumme zu berücksichtigen ist, welche unter einer Rubrik Materialwissenschaft etc. ausgewiesen ist. Aufwendungen für Materialforschungen unter anderen Rubriktiteln wie Medizin sollten unberücksichtigt bleiben. Der daraus abgeleitete Arbeitsaufwand konnte in dem vorgegebenen Rahmen des Memorandums nicht geleistet werden.

Das vorliegende Memorandum hat Konsequenzen für die Durchführung weiterer Studien zu gesellschaftlichen Aspekten und Folgen der Materialforschung und -entwicklung; darüber hinaus erlaubt es Schlußfolgerungen für die Konzeption von Technikfolgenbeurteilung. Diese seien im folgenden kurz angesprochen.