Advanced Materials

Definitie Advanced Materials

Geavanceerde materialen hebben mechanische, fysische en functionele eigenschappen die bepalend zijn voor (nieuwe, revolutionaire) toepassingen en functionaliteiten van producten.

Omschrijving

Geavanceerde materialen variëren (enorm) in schaalgrootte, van nano- en microschaal tot voorwerpen om ons heen. Vanaf structuren op de kleinste schaal worden de mechanische, fysische en functionele eigenschappen van materialen gevormd. Zo kunnen additieven specifieke eigenschappen toevoegen aan materialen, zoals zelfreinigend vermogen. Synthese en karakterisatietechnieken zijn van belang voor de vervaardiging van geavanceerde materialen. Materials Science & Engineering houdt zich bezig met de fabricage, synthese en het actief aanpassen van materialen. Een volledig nieuwe methode om materialen te ontwerpen betreft materials by design waar (geavanceerde) computational methodes worden ingezet, om op basis van gewenste eigenschappen, nieuwe materialen te ontwerpen. 

Raakvlakken met andere sleuteltechnologieën

Chemical technologies, Engineering & Fabrication technologies, Nanotechnology, Life Science and Biotechnologies, Quantum technologies (quantum materials), Digital technologies (o.a. AI en geavanceerde computing t.b.v. ‘materials by design’), Photonics and optical technologies (o.a. Optical systems and integrated photonics, Photovoltaics).

Mogelijke toepassingen (niet uitputtend)

Energietransitie, Duurzaamheid3, Transport, Gezondheid en zorg, Advanced manufacturing, High precision systems, Bouw, ICT, Space, Defensie en veiligheid.

Naar alle sleuteltechnologieën

Sleuteltechnologieën (KETs)

Energy materials 

Definitie

Energy materials omvat alle materialen die het mogelijk maken om (duurzaam opgewekte) energie op te slaan, te transporteren, efficiënt te vangen en efficiënt om te zetten naar een andere vorm of energiedrager.

Keywords (selectie)

Batteries, Heat batteries, Electrochemical cells, Fuel cells, Flywheel, , Solar fuels, Hydrogen storage and transport, Power to Hydrogen, Power to Gas, Power to Heat, Power to Chemicals, Wind to electricity, gas or hydrogen, Molten salt, Electrolysis, Carbon Capture materials, magneto- and electro-caloric materials, Phase change materials.

Optical, electronic, magnetic and nanomechanical materials

Definitie

Optical, electronic, magnetic and nanomechanical materials omvat materialen die het hart vormen van de integrated circuits en sensortechnologie. De materialen geven functionaliteit aan communicatie toepassingen en gegevensverwerking en -opslag. Verdere miniaturisering en integratie met een vermindering van energiegebruik staat hierin centraal. Toepassingen hebben een groot frequentiebereik van dc, via akoestisch, IR, zichtbaar licht tot Röntgen-toepassingen in Radar en lithografie.

Keywords (selectie)

Transistors, transistor materials, dielectrics, conductors and isolators, electrical and magnetic data storage and processing, superconductors for sensing and computing, Optical sensing, Transducers and computing, IR optics, X-ray and EUV optics.

Meta materials

Definitie

Meta materials zijn kunstmatig ontworpen materialen die vanwege hun ruimtelijke structuur andere eigenschappen hebben dan de samenstellende delen. Metamaterialen onderscheiden zich door een functionaliteit die gegeven wordt door een hiërarchische structuur met verschillende lengteschalen. Dit geeft metamaterialen hun optische of mechanische eigenschappen gekoppeld aan hun macrostructuur.

Keywords (selectie)

Opals, Shells, Colloid-crystals, Cloaking devices, Radar absorbers, Stealth technology, Mechanical materials for static or dynamical properties, Mechatronics.

Soft/bio materials

Definitie

Soft/bio materials bestaan uit organische en polymere componenten met een divers aantal functionaliteiten door vezels, coatings en cellulaire vormen. Ze vinden o.a. toepassingen in biologische en biomedische systemen voor diagnostische en therapeutische doelstellingen.

Keywords (selectie)

Organic and bio-polymer materials, Polymers, Plastics, Colloids, Emulsions, Nanocarriers, Tissue engineering, Bio-inspired materials, Bio-degradable materials.

Thin films and coatings

Definitie

Thin films and coatings zijn dunne lagen materiaal, variërend van nano- tot microschaal, die worden aangebracht op diverse oppervlakten en ondergronden. Door het aanbrengen van één of meerdere van dergelijke lagen of dunne films op andere materialen of oppervlakten kunnen extra functionaliteiten aan producten worden gegeven, zoals beschermende, zelfreinigende, zelfhelende, reflecterende (voor alle straling), absorberende, elektrische-, optische of magnetische eigenschappen.

Keywords (selectie)

Paints, Chemical or optical protective layers (e.g. for corrosion protection), Low-friction coatings, Low-wear coatings, Low-adhesion coatings, Biocompatible coatings, Food preservation, Active and passive materials in the IC technology, Coatings for optical functionality (such as antireflection, compound mirrors), Deposition technologies including various evaporation/vapor deposition techniques, Electro spraying, Atomic Layer Deposition, Pulsed Laser Deposition.

Construction and structural materials

Definitie

Construction and structural materials omvat materialen die zorgen voor draagkracht of sterkte onder mechanische, chemische, fysieke of thermische druk. Hieronder vallen composieten die bestaan uit samengestelde materialen met glas, keramiek, hout of polymeren.

Keywords (selectie)

Concrete, Steel and other metallic alloys and compounds, Green steel, Wood-based composites, Cross-laminated timber, Lightweight composites (metal and polymer), Ceramics alloys, Ceramic foams, Glass ceramics, Green steel, Service life design, Sustainable and circular materials design, Recyclability.

Smart materials

Definitie

Smart materials reageren op veranderingen in de omgeving, zoals licht, warmte, vocht, druk of bacteriën. Deze materialen kunnen onder externe invloeden veranderen of zichzelf herstellen.

Keywords (selectie)

Responsive material, Molecular recognition, Artificial receptors, Reversible bonding, Self-assembly, Self-repair material, Supramolecular Chemistry, Stimuli responsive material, Switchable materials, self-sensing materials, Smart delivery, Shape memory materials, Self-repair materials, self-healing materials, Membranes.

Wat is de Nationale Technologiestrategie?

Sleuteltechnologieën hebben een breed toepassingsgebied of bereik in innovaties en/of sectoren

Sleuteltechnologieën maken baanbrekende proces-, product- en/of diensteninnovaties mogelijk

Sleuteltechnologieën zijn essentieel bij het oplossen van maatschappelijke uitdagingen en/of leveren een grote potentiële bijdrage aan de economie, door het ontstaan van nieuwe bedrijvigheid en nieuwe markten

Onderzoek naar sleuteltechnologieën kan fundamenteel zijn, maar met zicht op toepassing op de middellange/lange termijn