Stand und Perspektiven der Beschäftigung in der Nanotechnologie in Deutschland: Eine Expertise auf Grundlage vorhandener Studien und Expertengespräche

Für die Studie wurden insgesamt 42 Dokumente ausgewertet. Zu konstatieren sind erhebliche Abweichungen zwischen Aussagen zum Beschäftigungsstand und zu den Beschäftigtenpotenzialen in Deutschland. Diese sind zum einen dadurch zu erklären, dass in der Analyse vorrangig nur die direkten Beschäftigungswirkungen ausgewiesen werden, während andere Studien auch die indirekten Wirkungen berücksichtigen. Zum anderen erklären sich die Abweichungen durch hier gewählte unterschiedliche Vorgehensweisen zur Bestimmung des Beschäftigungspotenzials der Nanotechnologie in Deutschland.Die unterschiedlichen Herangehensweisen ergeben einen aktuellen Beschäftigungskorridor von mindestens 35.000 bis 52.000 Personen, die unmittelbar im Kontext der Nanotechnologie in Deutschland beschäftigt sind.Im Hinblick auf das künftige bzw. erwartete Beschäftigungspotenzial ist mit einem erheblichen Wachstum zu rechnen. Bezogen auf den aktuellen Beschäftigungskorridor von 35.000 bis 52.000 Personen würde das einem Zuwachs von rund 20% (Untergrenze) bis gut 43% (Obergrenze) entsprechen. Mit dieser Steigerung ist das originäre Beschäftigungspotenzial der Nanotechnologie in den industriellen Kernsektoren erfasst

Wegweiser für kunststofffreies Bauen : Analyse der Gefahren und Risiken von Kunststoffen über den gesamten Lebenszyklus von Bauprodukten

Die Herausforderungen, die Kunststoffe mit sich bringen, werden sowohl in der Wissenschaft als auch in der Gesellschaft anerkannt und es gibt erste Maßnahmen gegen die „Plastikflut“. Das Bauwesen ist nach dem Verpackungssektor der zweitgrößte Kunststoffverbraucher in Deutschland. Aufgrund der besonderen Anforderungen, u. a. Form- und Verarbeitbarkeit, Brandschutz, lange Nutzungszeiten, werden in Bauprodukten viele verschiedene Additive eingesetzt. Sie haben Auswirkungen auf die Recyclingfähigkeit und führen zu zusätzlichen Umweltbelastungen durch Kunststoffeinträge in die Umwelt. Besonders beim Eintrag von Mikroplastik spielt der Baubereich – insbesondere während der Bauphase – eine große Rolle. Dennoch fehlten bisher umfassende Untersuchungen zu Kunststoffen im Bauwesen sowie fundierte Informationsgrundlagen für Planungsbeteiligte und Entscheidungsträger:innen im Bausektor. Im Zuge der Grundlagenforschung dieses Projekts entstand ein Wissenspool über Arten, Mengen und Eigenschaften von Kunststoffen in Bauprodukten, deren Umweltrelevanz, deren Einfluss auf die Recyclingfähigkeit und deren Potenzial, in den verschiedenen Lebenszyklusphasen des Produkts in die Umwelt freigesetzt zu werden. Es wurden Informationen erarbeitet, welche Ersatzprodukte bereitstehen und welche Bauweisen den Einsatz von Kunststoffen verringern. Außerdem wurde für Planungsbeteiligte und Entscheidungsträger:innen ein Bewertungstool für Bauteilaufbauten und ein Leitfaden zum kunststofffreien Bauen entwickelt. Neben reinen Kunststoffprodukten wie synthetischen Dämmstoffen, elastischen Bodenbelägen, Dichtungsbahnen oder Dampfbremsen sind Kunststoffe auch in vielen anderen Bauprodukten als funktionsgebende Komponenten oder Zusatzmittel enthalten. Diese „versteckten“ Kunststoffe finden sich als Bindemittel in Farben, Putzen oder Holzwerkstoffen, als Zusatzmittel in Betonen, Estrichen und Bauplatten oder als Stützfaser in biogenen Dämmstoffen. Die Kunststoffanteile variieren je nach Produktgruppe erheblich, von unter 1 Masseprozent (M.-%) in Estrichen bis zu 30 M.-% in Dispersionsfarben. Häufig werden die exakten Mengen unter Berufung auf das Betriebsgeheimnis nicht offengelegt, was eine vollständige Transparenz erschwert. Im Baubereich wurde der Großteil des Kunststoffabfalls 2023 energetisch verwertet (82,6 M.-%), während nur 16 M.-% mechanisch recycelt wurden und 1,3 M.-% auf Deponien landeten. Knapp ein Drittel der 2023 in der Baubranche verarbeiteten Kunststoffe bestand aus Rezyklaten oder Nebenprodukten, wobei diese größtenteils aus dem Verpackungssektor oder Produktionsabfällen stammten. Altmaterial aus dem Gebäuderückbau wird bisher kaum wiederverwendet, da u. a. noch keine effektiven Rücknahmesysteme etabliert sind. Diese Situation verdeutlicht den dringenden Handlungsbedarf, um eine bessere Kreislaufführung von Baukunststoffen zu erreichen. Kunststoffe können in jeder Lebensphase eines Bauprodukts – von der Herstellung über den Einbau bis zum Rückbau und Recycling – in die Umwelt gelangen. Eine genaue Quantifizierung dieser Einträge ist aufgrund fehlender Datengrundlagen derzeit (Stand: 2025) kaum möglich. Die fehlenden Daten erschweren die Entwicklung wirksamer Maßnahmen zur Reduktion von Einträgen in die Umwelt, sodass neben verbesserten Recycling- und Rücknahmesystemen insbesondere ein bewussterer Umgang mit Kunststoffen sowie der gezielte Verzicht auf kunststoffhaltige Bauprodukte zentrale Ansätze zur Minimierung des Umwelteintrags sind. Mikroplastik entsteht im Bauwesen im gesamten Lebenszyklus von Bauprodukten unbeabsichtigt vor allem durch Abrieb, Zersetzung und Verschnitt. Dabei können nicht nur die Kunststoffpartikel potenzielle Risiken für die Umwelt nach sich ziehen, sondern diese Kunststoffpartikel beinhalten oftmals Schadstoffe, die damit in die Umwelt gelangen. Die genauen Mengen und Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit sind noch nicht abschließend erforscht. Doch Studien zeigen, dass sich Mikroplastikpartikel über Luft, Wasser und Boden verbreiten und durch Inhalation oder Nahrungsaufnahme in den menschlichen Körper gelangen können. Die Untersuchung des Kunststoffeinsatzes in Baukonstruktionen zeigt, dass Kunststoffe in vielen Bauteilen verbreitet sind, insbesondere in Dächern, Außenwänden und erdberührten Außenwänden. Während Steildächer durch einen diffusionsoffenen Aufbau weitgehend kunststofffrei gestaltet werden können, weisen Flachdächer aufgrund der notwendigen Abdichtung und Dämmung meistens einen höheren Kunststoffanteil auf. Auch bei Außenwänden zeigt sich, dass Holzrahmenkonstruktionen mit Zellulosedämmung weniger Kunststoffe enthalten als konventionelle Wärmedämmverbundsysteme, während erdberührte Bauteile aufgrund technischer Anforderungen häufig nicht ohne Kunststoffe auskommen. Die Analyse der Treibhausgasemissionen zeigt, dass der Kunststoffanteil nicht immer direkt mit der Höhe der CO₂-Emissionen korreliert. Auf Grundlage der Analysen auf Baustoffebene und Baukonstruktionsebene wurden Indikatoren zum Kunststoffeinsatz, dem Vorhandensein kritischer Inhaltsstoffe, der Kreislauffähigkeit sowie die Freisetzung von Mikro- und Makroplastik entwickelt. Diese Indikatoren wurden in ein Bewertungstool integriert. Sie sollen gleichzeitig verdeutlichen, dass eine differenzierte Bewertung aller entwickelten Indikatoren notwendig ist, um fundierte Entscheidungen zur Reduktion des Kunststoffeinsatzes im Bauwesen zu ermöglichen.The challenges posed by plastics are recognised by both science and society, and initial measures are being taken to combat the ‘plastic flood’. The construction industry is the second largest consumer of plastics in Germany after the packaging sector. Due to the special requirements, such as mouldability and processability, fire protection and long service life, many different additives are used in construction products. This has an impact on recyclability and leads to additional environmental pollution due to plastic discharges into the environment. The construction sector plays a particularly important role in the input of microplastics, especially during the construction phase. Nevertheless, there has been a lack of comprehensive studies on plastics in the construction industry and a lack of well-founded information for planners, architects and decision-makers in the construction sector. During this project's basic research, a pool of knowledge was created about the content, properties and additives of plastics in construction products, their environmental relevance, their influence on recyclability and the potential to be released into the environment in the various life cycle phases of the product. Information was compiled on which substitute products are available and which construction methods reduce the use of plastics. In addition, an evaluation aid for component structures and a guide to plastic-free construction were developed for planners, architects and building owners. In addition to pure plastic products such as synthetic insulation materials, elastic floor coverings, sealing membranes or vapour barriers, plastics are also present in many other building products as functional components or additives. These ‘hidden’ plastics can be found as binders in paints, plasters or wood-based materials, as additives in concretes, screeds and building boards or as supporting fibres in biogenic insulating materials. The proportion of plastics varies considerably depending on the product group, from less than 1 wt.-% in screeds to 30 wt.-% in emulsion paints. The exact quantities are often not disclosed on the grounds of industrial secrecy, which makes complete transparency difficult. In the construction sector, the majority of plastic waste is currently recycled for energy recovery (82.6%), while only 16 % is mechanically recycled and 1.3 % ends up in landfills. Just under a third of the plastics processed in the construction industry in 2023 consisted of recyclates or by-products, most of which came from the packaging sector or production waste. Used material from building demolition has hardly been reused to date, as no effective take-back systems have yet been established. This illustrates the great need for action to achieve better recycling of construction plastics. Plastics can enter the environment at every stage of a construction product's life cycle - from manufacture and installation to dismantling and recycling. It is currently almost impossible to quantify these inputs precisely due to a lack of data. This makes it difficult to develop effective reduction measures for plastics. Therefore, in addition to improved recycling and take-back systems, a more conscious use of plastics and the targeted avoidance of plastic-containing construction products are key approaches to minimising environmental impact. In the construction sector, microplastics are unintentionally generated throughout the entire life cycle of building products, primarily through abrasion, degradation, and cutting waste. These plastic particles often carry pollutants with them, which are released into the environment with the plastic particles. The exact quantities and effects on the environment and health have not yet been conclusively researched, but studies show that microplastic particles are widely distributed via air, water and soil and can enter the human body through inhalation or ingestion. Research into the use of plastics in building structures shows that plastics are widespread in many building components, particularly in roofs, exterior walls and floor slabs. While pitched roofs can be designed to be largely plastic-free using a diffusion-open structure, flat roofs usually have a higher plastic content due to the necessary sealing and insulation. External walls also show that timber frame constructions with cellulose insulation contain fewer plastics than conventional external thermal insulation composite systems, while components in contact with the ground often cannot do without plastics due to technical requirements. The analysis of global warming potential shows that the proportion of plastics does not always correlate directly with CO₂ emissions. Based on the results, indicators were developed for the use of plastics, the presence of critical ingredients, recyclability and the release of micro- and macroplastics. These indicators were integrated into an evaluation aid for planners and building owners. They are also intended to illustrate that a differentiated evaluation of all developed indicators is necessary to make well-founded decisions on reducing the use of plastics in the construction industry possible

Beurteilung der Gesamtumweltexposition von Silberionen aus Biozid-Produkten

BEURTEILUNG DER GESAMTUMWELTEXPOSITION VON SILBERIONEN AUS BIOZID-PRODUKTEN Beurteilung der Gesamtumweltexposition von Silberionen aus Biozid-Produkten / Hund-Rinke, Kerstin (Rights reserved) ( -

Schlussbericht

Ziel des Projekts „InteReSt-II“ war die Weiterentwicklung einer hybriden Helikoptertür für einen Ultraleichthubschrauber. Dafür wurden Carbonfasern und Flachsfasern in einer duroplastischen Matrix kombiniert. Um den Bioanteil der lackierten Hubschraubertür zu erhöhen, wurden (teil-)biobasierte Lacke ausgewählt und in Ihren Eigenschaften mit etablierten Flugzeuglacken verglichen. Insgesamt wurden 14 Lacksysteme für die Untersuchungen am IfBB ausgewählt. Ziel war es, den Einfluss luftfahrtspezifischer Umwelteinflüsse auf die optischen und mechanischen Eigenschaften von Flachsfaserkompositen (FFK) und Lacksystemen zu bewerten. Die Proben wurden bis zu 28 Tage den Umweltbedingungen ausgesetzt und wurde festgestellt, dass Wasser und UV-Licht die optischen und mechanischen Eigenschaften von FFK negativ beeinflussen, die Komposite jedoch resistent gegen Auslagerung in Hydrauliköl und Kerosin sind. Es konnten außerdem zwei teilbiobasierte Autointerieurlacke bestimmt werden, die im Vergleich zu den fossilen Flugzeuglacken gleich gut abschnitten. Die biologische Herkunft der Flachsfasern begünstigt außerdem in besonderem Maß die Degradation durch mikrobielles Wachstum. Daher untersuchte das IfBB zusätzlich das Pilzwachstum auf verschiedenen FFK -Substraten und Lacken. Die begleitende Ökobilanzierung zur optimierten Helikoptertür verglich fünf Szenarien, unter anderem wurde die Carbonfaserntür mit der optimierten InteReSt-II Hybridtür verglichen. Für die InteReSt-II-Tür zeigen sich 42,8 % Einsparungen von CO2-eq während der Herstellung. Jedoch ist diese schwerer als die Carbonfasertür, was sich in der Nutzungsphase negativ auswirkt. Die optimierte Hybridtür ist jedoch auch auf eine Vielzahl von möglichen Lastfällen ausgelegt und daher nicht direkt mit der ursprünglichen, nicht optimierten Carbonfasertür vergleichbar. Es darf weiterer Studien, um das CO2-Einsparpotential durch den Einsatz von Naturfaser-Hybridwerkstoffen in der Luftfahrt abschließend zu bewerten. Datei-Upload durch TIBThe goal of the "InteReSt-II" project was to further develop a hybrid helicopter door for an ultralight helicopter. Carbon fibers and flax fibers were combined in a thermoset matrix. To increase the bio-content of the coated helicopter door, commercial (partially) bio-based coatings were selected, and their properties compared with established aircraft paints. A total of 14 coating systems were selected for the tests at the IfBB. The aim was to evaluate the influence of aviation-specific environmental influences on the optical and mechanical properties of flax fiber composites (FFK) and paint systems. The samples were exposed to environmental conditions typical for helicopters for up to 28 days and it was found that water and UV light have a negative effect on the optical and mechanical properties of FFK, but that the composites are resistant to ageing in hydraulic oil and paraffin. In addition, two partially biobased car interior paints were identified that performed equally as the fossil-based aircraft paints. The biological origin of the flax fibres also particularly favours degradation through microbial growth. For this reason, the IfBB also investigated fungal growth on various FFK substrates and paints. The accompanying life cycle assessment for the optimised helicopter door compared five scenarios, including the carbon fibre door and the optimised InteReSt-II hybrid door. The InteReSt-II door showed a 42.8 % saving in CO2-eq during manufacture. However, it is heavier than the carbon fibre door, which has a negative impact in the use phase. Since the optimised hybrid door is also designed for a variety of possible load cases, it is therefore not directly comparable with the original, non-optimised carbon fibre door. Further studies are needed to conclusively evaluate the CO2 savings potential of using natural fibre hybrid materials in aviation

Temporal variations and spatial distribution of emissions of volatile organic compounds and carbon monoxide in the state of Baden-Württemberg

Im vorliegenden Bericht werden zunächst Methoden diskutiert, anhand derer für ausgewählte Emittentengruppen stündliche VOC-undCO-Emissionen in Baden-Württemberg auf Gemeindeebene bzw. für Rasterflächen unterschiedlicher Größe abgeschätzt werden können. Die VOC-Emissionen werden dabei in 17 Substanzengruppen untergliedert. Anschließend werden die VOC- und CO-Gesamtemissionen im Jahr 1985 sowie räumlich und zeitlich hochaufgelöste Emissionsdaten für eine Januar- und eine Septemberwoche dargestellt und erläutert. Darüber hinaus wird diskutiert, mit welchen Unsicherheiten die Emissionsabschätzungen behaftet sein können, und welche Möglichkeiten zur Verbesserung und Ergänzung der Modelle bestehen.In this report methods are discussed which can be used to assess hourly emissions of VOC and CO from selected source categories for each community resp. for grid elements of different size in the State of Baden-Württemberg. VOc-emissions will be subdivided into 17 classes. Not only yearly emissions of VOC and CO in 1985 will be illustrated, but also emission data with a high spatial and temporal resolution for one week in January and one week in September. Finally uncertainties of the emission data assessment will be discussed for the different source categories, and possibilities to improve and to complete the used models will be outlined

Auslegung von Bauteilreinigungsanlagen mit Hilfe eines Fachinformationssystems

In der vorliegenden Arbeit wird ein internetbasiertes Fachinformationssystem für die industrielle Bauteilreinigung vorgestellt, welches eine gezielte Anwendung des hinterlegten Fachwissens auf spezifische Einsatzfälle erlaubt und dem Konstrukteur einfach zu handhabende Werkzeuge zur Verfügung stellt, die ihn bei der Planung und Konzeption von Reinigungsanlagen unterstützen. Das System ist unter der World-Wide-Web-Adresse 'www.bauteilreinigung.de' öffentlich zugänglich.Zunächst wird der Stand der Technik im Bereich der industriellen Bauteilreinigung dargestellt. Im nächsten Schritt wird ein Anforderungsprofil für Reinigungsanlagen entwickelt, welches hilft, alle zur Grobauslegung einer Reinigungsanlage relevanten Daten zu erfassen und sinnvoll zu quantifizieren. In einem Ordnungsschema für das 'Reinigen' wird eine strukturierte Einteilung sämtlicher derzeit in der industriellen Praxis eingesetzten Reinigungsverfahren entsprechend dem vorherrschenden Wirkprinzip vorgenommen. Im Bereich der Reinigungsmittel werden acht Gruppen mit grundlegend verschiedenen Eigenschaften und Einsatzgebieten unterschieden. Ein rechnergestütztes Vorbewertungssystem bewertet die einzelnen Reinigungsverfahren und -mittel im Hinblick auf konkrete Aufgabenstellungen und gibt dem Konstrukteur so eine Entscheidungsgrundlage für die Vorauswahl. Das für die Feinbewertung der verbliebenen Lösungsvarianten erforderliche tiefer gehende Fachwissen hinsichtlich der Reinigungstechnik stellt eine Wissensbasis zur Verfügung, die dem Konstrukteur auch konkrete Hilfestellung bei der Prozessauslegung und Anlagengestaltung gibt. Falls die Reinigungsanlage nicht selbst konstruiert, sondern von einem Fremdanbieter zugekauft werden soll, erlaubt eine Anbieterdatenbank eine gezielte Vermittlung geeigneter Kontakte. Abschließend werden Leitregeln für die reinigungsgerechte Bauteilgestaltung abgeleitet, welche dem Konstrukteur helfen sollen, bereits im frühen Stadium der Produktentstehung potentielle Schwierigkeiten hinsichtlich der späteren Reinigung zu erkennen und zu vermeiden

Hindernisse im Mineralwollerecycling – Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt Remelting Miwo

Wachsende Anforderungen an Wärme-, Brand- und Schallschutz führen zu einem stetig ansteigenden Dämmstoffeinsatz im Bauwesen. Mineralwolle hat dabei einen Marktanteil von ca. 50%. Gleichwohl wird Mineralwolle aktuell fast ausschließlich deponiert, obwohl ein Recycling technisch möglich ist. Gründe, die dem Recycling rückgebauter Mineralfasern entgegenstehen, sind neben logistischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Aspekten insbesondere die unbekannte Mineralwollchemie und die anhaftenden Störstoffe aus dem Rückbau. Unter Berücksichtigung künftig knapper werdender mineralischer Ressourcen und der bevorstehenden Änderung der Deponieverordnung kommt der Behebung von solchen Hindernissen eine besondere Bedeutung zu. Zur Einhaltung einer freigezeichneten Faserchemie unterliegt die Mineralwolleherstellung strengen Anforderungen. Geringfügige Mengen Störstoffe haben zudem großen Einfluss auf die Anlagentechnik. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens konnten alle wichtigen Störstoffe für ein closed-loop Recycling identifiziert und mit Grenzwerten versehen werden. Tests an Proben eines Wertstoffhofs zeigen, dass diese Grenzwerte regelmäßig überschritten werden. Ein Konzept zur Aufbereitung rückgebauter Mineralwolle wurde theoretisch entwickelt und befindet sich aktuell in der Testphase. Es gelang mit Hilfe von Nahinfrarotspektroskopie (NIR) eine Methode zu entwickeln mit der Glas- und Steinwolle vor Ort zerstörungsfrei und schnell differenziert werden können

Experimentelle Untersuchungen zur effizienten Vernetzung von Oberflächenbeschichtungen mit UV-Strahlung

In der Arbeit werden grundlegende Untersuchungen zur schnellen und energiesparenden Vernetzung von Oberflächenbeschichtungen durch UV-Strahlung vorgestellt. Mit Hilfe der tiefenaufgelösten Raman-Spektroskopie kann der Umsetzungsgrad in jedem Punkt in der Lackschicht betrachtet werden. Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse wurde ein neuartiges Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, die Vorteile einer sauerstofffreien Härtung zu nutzen, ohne die Kosten einer Inertisierung aufzubringen

PFAS: Anwendung, technische Funktionen und Substitutionsmöglichkeiten in der Industrie

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind organische Verbindungen aus Kohlenstoffketten, bei denen die Wasserstoffatome vollständig oder teilweise durch Fluoratome ersetzt sind. Die starken chemischen Bindungen zwischen Kohlenstoff- und Fluor-Atomen in PFAS führen zu sehr stabilen Substanzen mit besonders nützlichen Eigenschaften wie chemischer Inertheit, Wasserabweisung, Schmierwirkung, Antihaftwirkung, Feuerbeständigkeit und Hitzebeständigkeit. Sie sind jedoch nur schwer biologisch abbaubar sind und lassen sich daher in der Umwelt nur schwer zersetzen (Ye et al. 2015). PFAS werden in vielen Anwendungsfeldern in der Industrie und in Endprodukten eingesetzt, wie z. B. in der industriellen Produktion, in Dichtungen, Schmierstoffen, Verpackungen, Metallbeschichtung, in Medizintechnik-Produkten, elektronischen Geräten, Solarzellen, Brennstoffzellen, Batterien, im Baubereich und auch in Consumer-Produkten in Textilien, Kochgeschirr und Kosmetik (Glüge et al. 2020, ECHA 2023). Aufgrund ihrer Wirkungen auf Umwelt und Menschen und ihrer Persistenz in der Umwelt werden PFAS aktuell stark diskutiert und auf EU-Ebene wurde eine Initiative hin zu möglichen Stoffverboten angestoßen (ECHA 2023). Unternehmen aus Baden-Württemberg und ganz Europa suchen inzwischen Substitute für die Anwendung von PFAS, um bei einem möglichen Stoffverbot Alternativen zur Verfügung zu haben. In dieser Metastudie wird daher eine Übersicht über mögliche Stoffe und Stoffgruppen gegeben, die das Potenzial besitzen, die technischen Funktionen von PFAS zu ersetzen. Dies wird an ausgewählten Beispielen vertieft untersucht. Unter Nutzung von Softwaretools auf Basis von Künstlicher Intelligenz (KI) wurden mögliche Substitute identifiziert und strukturiert ausgewertet. Nach der Analyse von 35.246 wissenschaftlichen Dokumenten weltweit wurden 420 Materialien und deren Zusammenfassung in 32 Klassen für fünf beteiligte namhaften Unternehmen aus Baden-Württemberg identifiziert. Nach genauerer Analyse der Anforderungen der beteiligten Unternehmen konnte nur eine sehr begrenzte Anzahl potenzieller Ersatzstoffe ermittelt werden, die PFAS nach heutigem Stand partiell substituieren könnten