Das Technologiezentrum hat in seinen neun Forschungsbereichen – Nachhaltige Land- und Forstwirtschaft, Klimawandel und Dekarbonisierung der Wirtschaft, Nachhaltige und zukünftige Mobilität, Ernährungssicherheit, Kreislaufwirtschaft, Gesundheit, Chemische Technologie, Materialcharakterisierung und Industrie 4.0 – Fortschritte erzielt und die erste Phase seines Plastics Living Labs entwickelt.
Im Bereich der nachhaltigen Land- und Forstwirtschaft ermöglichte diese Förderung AIMPLAS, nachhaltigere Produkte für die Kunststoffverarbeitung und Aquakultur zu fördern, beispielsweise Folien für Abdeckungen mit Wellenlängensteuerung. Zudem wurden neue Biopolymere aus Nebenprodukten terrestrischer und aquatischer Pflanzenbiomasse, wie Stärke und Algen, entwickelt und verschiedene Produkte mit hohem Faseranteil, wie beispielsweise Erntereste, verwertet, um holz- und kartonähnliche Kunststoffe zu gewinnen. Darüber hinaus wurden diesen Produkten Wirkstoffe beigemischt, um ihnen phytosanitäre, biostimulierende oder düngerische Eigenschaften zu verleihen und so den Einsatz chemischer Mittel zu reduzieren. Schließlich wird auch an neuen Technologien zur Beschichtung von Biopolymeren in Düngemitteln gearbeitet, um die Qualität des Ackerlandes zu erhalten.
Im Bereich Klimawandel verfolgt AIMPLAS zwei Schwerpunkte: Zum einen die Dekarbonisierung der Wirtschaft durch die Entwicklung neuer Anlagen zur Adsorption von CO₂ und anderen Schadgasen, von Systemen zum photokatalytischen Abbau von Schadstoffen im Wasser sowie von Ammoniakhydrierungsreaktionen zur zukünftigen Wasserstoffproduktion. Zum anderen zielt die Forschung in diesem Bereich darauf ab, nachhaltiges Bauen durch neue Verfahren und die Neuformulierung von PVC unter Verwendung von Recyclingmaterial und nachhaltigeren Additiven und Füllstoffen als den derzeit auf dem Markt befindlichen zu fördern. Dies umfasst die Untersuchung neuer Bausysteme mit polymeren, thermoplastischen und Verbundwerkstoffen, Gebäudebeschichtungen zur Reduzierung des Energiebedarfs sowie eine Überprüfung der Gesetzgebung hinsichtlich neuer Trends zur Harmonisierung von Bauprodukten.
Im Bereich der nachhaltigen und zukünftigen Mobilität hat sich AIMPLAS vier zentralen Herausforderungen gewidmet: Nachhaltigkeit, Vernetzung, Elektrifizierung und Sicherheit. Zu diesem Zweck konzentrierte sich das Institut auf die Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen durch die Entwicklung thermoplastischer und duroplastischer Verbundwerkstoffe sowie auf die Steigerung der Energieeffizienz durch Strukturen wie Wasserstofftanks und Batteriegehäuse. Darüber hinaus setzte das Technologieinstitut verstärkt auf biobasierte Materialien, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, und auf die Multifunktionalität von Werkstoffen, die unter anderem Eigenschaften wie elektromagnetische Abschirmung, Feuerbeständigkeit und verbesserte elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen. Die Entwicklung intelligenter Strukturen durch die Integration von Sensoren, die eine optimale Wartung über den gesamten Produktlebenszyklus ermöglichen, war ein weiterer Forschungsschwerpunkt.
Im Bereich der Lebensmittelsicherheit wurden die Arbeiten an natürlichen Polymeren und Mehrwegverpackungen fortgesetzt. Aufgrund der steigenden Nachfrage werden neue alternative Rohstoffquellen für diese Polymere geprüft. Bei den Mehrwegverpackungen werden die Materialien in verschiedenen Zyklen und unter Hochtemperaturbedingungen getestet, da diese Verpackungen Produkte aufnehmen sollen, die anschließend gebacken oder in der Mikrowelle erhitzt werden können.
Im Jahr 2023 intensivierte AIMPLAS seine Forschung im Bereich der Kreislaufwirtschaft mit Fokus auf Abfallmanagementlösungen und der Optimierung aller Recyclingprozesse. Konkret arbeitete das Zentrum an Trennverfahren für komplexe Abfälle und an der Effizienz physikalischer und chemischer Recyclingverfahren, um Verarbeitungszeiten und Energieverbrauch zu reduzieren. Ziel war es, effizientere und sicherere Prozesse zu entwickeln, die qualitativ hochwertigere Recyclingprodukte liefern, welche mit geringerer Umweltbelastung in verschiedene Kunststoffsektoren zurückgeführt werden können.
Im Gesundheitswesen hat AIMPLAS Fortschritte bei Verkapselungsverfahren zur Integration antimikrobieller Wirkstoffe im Kampf gegen Krankenhausinfektionen erzielt. Gleichzeitig hat das Unternehmen Biosensoren zur Früherkennung in Krankenhäusern entwickelt, die ein proaktives Krankheitsmanagement ermöglichen. AIMPLAS hat außerdem an neuen biologisch abbaubaren und biokompatiblen Polymeren für die Entwicklung neuer Medizinprodukte gearbeitet. Schließlich hat das Unternehmen seine Arbeit an nachhaltigeren Technologien fortgesetzt und die pharmazeutische Compoundierung (Holt-Melt-Extrusion und Schmelzgranulation) vorangetrieben. Diese bietet Lösungen für die Nutrazeutika- und Pharmabranche (z. B. leicht zu schluckende Lösungen) mit reduzierter Umweltbelastung durch den Verzicht auf Lösungsmittel.
Im Bereich der Chemischen Technologie konzentriert sich das Institut auf die Entwicklung und den Maßstabsaufbau von Pilotanlagen für verschiedene Polymere, insbesondere von Biopolymeren aus der Verwertung agroindustrieller Abfälle. Fortschritte wurden auch bei der Herstellung von Bioadditiven mit antimikrobiellen oder flammhemmenden Eigenschaften sowie bei der Entwicklung von Kapseln und Partikeln mit Wirkstoffen für Kosmetikverpackungen oder Textilien für Gesichtsmasken erzielt. Darüber hinaus wurden Arbeiten an hydrophoben Beschichtungen durchgeführt und die Prozesse in den mechanochemischen und reaktiven Extrusionsanlagen intensiviert. Die Nachhaltigkeit der Prozesse stand dabei stets im Mittelpunkt der gesamten Forschungslinie Chemische Technologie.
Im Bereich der Materialcharakterisierung konzentriert sich AIMPLAS auf die Untersuchung dynamisch-mechanischer Prüfungen mittels Ermüdungs- und Temperaturzyklen. Diese werden zur Charakterisierung von Materialien in komplexen und anspruchsvollen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Im Bereich der biologischen Materialabbaubarkeit liegt der Schwerpunkt der Aktivitäten des Zentrums auf der Optimierung der Bewertung des biologischen Abbaus in marinen Umgebungen und der Erhöhung der Empfindlichkeit der Methode. Im Bereich Mikroplastik hat das Zentrum seine Kenntnisse erweitert, um Mikroplastik mithilfe gekoppelter Techniken quantitativ und qualitativ zu bestimmen. In der Forschung zu nicht absichtlich zugesetzten Stoffen (NIAS) konzentriert sich das Zentrum auf die analytisch komplexeste Bestimmung: nichtflüchtige NIAS in Verpackungen aus verschiedenen Materialien, darunter Biopolymere und Recyclingmaterialien. Die Risikobewertung von NIAS wird durch die Entwicklung von Methoden auf Basis von In-vitro-Bioassays ergänzt.
Im Bereich Industrie 4.0 konzentrierten sich die Arbeiten auf zwei Hauptgebiete: die additive Fertigung mit der Entwicklung neuer Materialien wie elektrisch leitfähiger Filamente und Pulver sowie die gedruckte Elektronik mit neuen piezoelektrischen Sensoren. Darüber hinaus wurde in einem dritten Bereich geforscht, der sich aus der Konvergenz dieser beiden Felder ergab und die Herstellung von 3D-gedruckten Objekten mit integrierter Elektronik, wie beispielsweise gedruckten Sensoren und Heizelementen, ermöglicht. Auch die Softrobotik wurde erforscht, indem weiche Materialien für humanoide Gelenke mit integrierter 3D-Elektronik zur Steuerung von Beugung, Bewegung und anderen Parametern entwickelt wurden.
Dank dieser Unterstützung von IVACE konnte AIMPLAS schließlich auch die erste Phase seines Plastics Living Lab entwickeln, eines dynamischen Raums, der es ihm ermöglichen wird, sein Innovationssystem um ein Validierungssystem für F&E&I-Demonstratoren zu ergänzen, das auf die SDGs abgestimmt ist und eine größere ökologische und soziale Wirkung erzielt.
