Robert Thompson, wissenschaftlicher Direktor von Materfad

20. September 2021

Robert Thompson, wissenschaftlicher Direktor von Materfad

„Materialkenntnis ist für eine bessere Zukunft unabdingbar“

Materfad, das Barcelona Materials Center, das vom FAD (Foment de les Arts i del Disseny) gegründet und gefördert wird, hat für ein Jahr einen neuen wissenschaftlichen Direktor mit dem Wunsch, Synergien zwischen neuen Materialien, Kreativen und Unternehmen zu schaffen.

Warum brauchen Sie ein Materialzentrum?
Denn am Ende haben alle Fragen, ob wirtschaftlich, sozial oder geologisch, mit dem Material zu tun. Material ist ein Feld der Möglichkeiten, aber es ist auch ein Feld der Gefahr, Dysfunktion, Entropie ... Daher muss die Kenntnis der Materialien eine der ersten Säulen eines Produktionssystems sein, denn basierend auf den verwendeten Materialarten kann Skaleneffekte erzielt werden, unterschiedliche Funktionen, nachhaltigere Produktionsweisen, Innovationen können auch katalysiert werden. In dieser Zeit gibt es eine Ausrichtung von Technologie, Wissenschaft, allem, was die Zivilisation voranbringt und was für unser Überleben wichtig ist, hin zu Produkten und Dienstleistungen. Die Kenntnis des Materials ist unerlässlich, um die Dinge zu erhalten, die wir für eine bessere Zukunft wünschen, und daher ist die Existenz eines Materialzentrums wie Materfad unerlässlich.

Was sind Ihre Aufgaben und Ziele als Chief Scientific Officer?
Meine Rolle bei Materfad besteht darin, die wissenschaftliche Richtung zu leiten, d. h. Materialien zu untersuchen, ihre Klassifizierung, ihr Verhalten, die chemischen, physikalischen, elektrischen, thermischen, magnetischen und strukturellen Eigenschaften von Materie zu untersuchen und zu verstehen, wie und warum diese Materialien dazu beitragen können auf die eine oder andere Weise zu einer Funktion oder einem Vorteil. Meine Rolle besteht auch darin, Trends in den wissenschaftlichen, produktiven und ökologischen Sektoren bei verschiedenen Materialien und unterschiedlichen Familien und Maßstäben zu identifizieren. Eine andere Funktion, die ich habe, besteht darin, Materialien auf ihren unterschiedlichen Skalen zu untersuchen, also von Nano über Mikro bis hin zu Makro oder Systemen.

Welche neuen Verpackungsmaterialien stoßen auf das meiste Interesse?
Die interessantesten Verpackungsmaterialien, die heute erzeugt werden, sind vollständig recycelbar, recycelt und biologischen Ursprungs, wie beispielsweise Zellulose aus Bakterienproduktion, regenerierte Zellulose oder Zellulose in ihren verschiedenen Lebensphasen. Ein weiterer Forschungsbereich ist die Integration intelligenter Systeme in den Verpackungssektor und umfasst daher bestimmte nanometrische oder nanotechnologische Behandlungen zur Identifizierung von Materialien und zur Identifizierung von Inhalten, insbesondere der intelligenten Logistik.

Welche Vorteile bringen sie?
Die Vorteile von Zellulose sind vielfältig. Die durch bakterielle Fermentation entstehende Zellulose wandelt Sauerstoff in Kohlendioxid um, das jedoch Algen ernähren kann und somit einen umgekehrten Effekt auf die globale Erwärmung hat. Eine andere Art der Zelluloseproduktion ist durch Pflanzen, sehr nachhaltig, da bei der Pflanzenproduktion Obst, Gemüse etc. produziert werden. Zellulose kann auch aus Lebensmittelabfällen oder landwirtschaftlichen Abfällen im Allgemeinen hergestellt werden.
In Bezug auf die Vorteile der Nanotechnologie ermöglicht es uns, ein integriertes digitales Logistikkommunikationssystem zu führen, das wir bisher nicht erhalten konnten, weil es nicht genügend Technologie gab, um Partikel, Fasern oder Sensoren oder nanoskalige Moleküle zu destillieren. Als Vorteil der Nanotechnologie sehen wir derzeit, dass sie uns einerseits die Möglichkeit bietet, intelligente Verpackungen zu generieren und diese Intelligenz miteinander zu vernetzen, in einem digitalen Kommunikations- und Überwachungssystem zu gruppieren. Andererseits kann es sein, dass uns nanometrische Materialien eine andere Art von Intelligenz verleihen, wie Korrosionsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Wasser, strukturiertes Farbverhalten ... andere Materialien verwenden, die statistisch toxisch sind, wie Pigmente, Kunststoffadditive ...

Berücksichtigen Sie, dass sie, wenn sie einmal zur Herstellung von Verpackungen verwendet wurden, zu einer Kreislaufwirtschaft beitragen können?
Einer der Gründe dafür, dass Zellulose zu einem sehr begehrten Material geworden ist und Gegenstand vieler Forschungen ist, ist, dass es von Natur aus zirkulär ist, in dem Sinne, dass es durch einen Abbau von Materialien im Boden durch einen Baum oder eine Pflanze entsteht. , die Material produziert seinen eigenen Körper zu machen. Es ist daher ein gewachsenes biologisches Material und hat eine hohe Recyclingfähigkeit, da es organisch ist. Darüber hinaus gibt es viele chemische Systeme, die den Abbau von Zellulose in jedem Maßstab, vom Makro- bis zum Nanomaßstab, und auch die Neuzusammensetzung von Zellulose ermöglichen, da Zellulose zu 100 % wieder kompostierbar ist und einen nahezu unendlichen Kreislauf hat. Aus diesem Grund kann Cellulose per Definition kreisförmig sein. Und selbst wenn es nicht zirkulär behandelt wird, das heißt, selbst wenn Zellulose nicht recycelt wird, wird sie biologisch abgebaut und ist durch den biologischen Abbau ein natürliches biologisches System, das zirkulär zu mehr Materialien integriert werden kann.
Nanotechnologie ist nicht sehr zirkulär, sondern ein ziemlich lineares Material, kann aber in ein zirkuläres Logistiksystem integriert werden. Wenn wir es anwenden, müssen wir eine Struktur zur Identifizierung, Klassifizierung, Trennung und Wiederverwertung haben, denn wenn wir es nicht überwachen und als lineares Material wegwerfen, kann es hochgiftig sein. Paradoxerweise kann die Nanotechnologie, die technisch gefährlich sein kann, dazu führen, dass wir Rückgewinnungslogistiksysteme vorschreiben, um sie zu verwalten.

Ist Ökodesign als erster Schritt auf dem Weg zu einer Kreislaufwirtschaft unverzichtbar?
Ökodesign selbst ist nicht unbedingt erforderlich, um zu einer Kreislaufwirtschaft zu führen. Tatsächlich hatten wir viele Kreislaufwirtschaften, ohne uns auf Ökodesign oder Ökologie im Allgemeinen zu konzentrieren. Die Kreislaufwirtschaft ist mehr als alles andere eine Ideologie, sie plant und ist eine soziokulturelle und wirtschaftliche Vision. Einige Materialien eignen sich jedoch besser für Ökodesign, da sie angeblich mit bestehenden grünen Verfahren hergestellt werden. Dennoch kann ein Missbrauch eines Materials, wie der massive Anbau einer Baumart zur Herstellung einer bestimmten Zelluloseart, sehr schädlich sein und das Ökosystem eher gefährden als fördern. Das nennt man Monokultur, wie zum Beispiel in Galicien, der Eukalyptus aus Samen in industriellem Produktionsformat anbaut, und das ist nicht unbedingt gut.
Ökodesign ist nicht unbedingt erforderlich, was für den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft wesentlich ist, sind der Bedarf und der Mangel an Ressourcen, was typischerweise zu einer stärker kreislauforientierten und nachhaltigeren Wirtschaft führt. Denn die Bedürfnisse einer wirtschaftlich geschwächten Gesellschaft gehen von vornherein durch die Verwendung lokaler Materialien. Daher trägt es bereits einen gewissen Kontext, in dem Materialien recycelbar benötigt werden, weil keine Mittel vorhanden sind, um in typisch exotische Materialien, also Materialien, die aus dem Ausland kommen, investieren zu können.
Einer der wichtigsten Aspekte von Ökodesign ist nicht unbedingt das Material, sondern die Logik, warum es Öko ist. Es kann öko sein, weil es lokal ist, weil es nicht zur Produktion von CO2 beiträgt, weil es nicht zu hohen Energiekosten beiträgt, oder es kann öko sein, weil es eine lokale Ökologie ist, die von der globalen Ökologie und Ökonomie getrennt ist.

Hat die Suche nach mehr Nachhaltigkeit zu einer verstärkten Erforschung neuer Materialien geführt?
Die Suche nach neuen Materialien aufgrund der Notwendigkeit einer Kreislaufwirtschaft oder einer nachhaltigen Wirtschaft gab es schon immer. In letzter Zeit rücken einige Materialien mehr in den Fokus als andere, aber historisch wurde immer viel über Materialien und Alternativen geforscht, einfach weil es das Problem der Kosten und des geistigen Eigentums gibt.
In den letzten 10 Jahren wurden die Forschungsinstrumente für biologische Systeme stark verbessert: wie sie sich vermehren, wie sie sich reproduzieren, wie die verschiedenen Elemente, die sie produzieren, getrennt werden, wie sie gemessen werden usw. Es ist ein hohes Maß an Wissen erforderlich, da es keine Gleichheit zwischen einer Charge und einer anderen gibt. Wenn Sie mit biologischen Materialien arbeiten, müssen Sie die Parameter des Materials gut messen und anwenden können. Die Tatsache, dass heute mehr Wissen in diesem Bereich vorhanden ist, ermöglicht es uns, Produkte mit hochwertigen biologischen Materialien herzustellen. Früher wurden mehr oder weniger gute Materialien hergestellt, aber jetzt werden biologische Materialien genauso gut oder besser hergestellt als synthetische.

Welche Materialien heben sich in Bezug auf Innovation, auch für andere Sektoren, ab? Welche Eigenschaften haben sie?
Das Material, das sich durch seine Innovation auszeichnet oder auf neuartige Weise im Verpackungsbereich verwendet wird, ist Aktivkohle, also reine Kohle, die durch Destillation von Cellulose in der Pyrolyse oder allgemein von Kohle gewonnen wird, die ein schwarzes Pigment, es hat viele absorbierende Eigenschaften, es ist gut für die Umwelt, es ist ein Additiv, das andere Materialien füllt und ihnen Festigkeit verleiht. Es ist ein allgegenwärtiges Material, es kommt in allen Ländern vor, es kommt in der Natur sehr häufig vor und es ist kreisförmig.

An welchen anderen Projekten arbeiten Sie?
Wir bauen Materfad derzeit in Portugal aus, wir arbeiten mit internationalen Einrichtungen und Universitäten wie Aguascalientes in Mexiko zusammen, wo es auch andere Materfad-Showrooms gibt, wir arbeiten auch mit dem Bildungsministerium zusammen. Wir sind Teil von Datemats, einem europäischen Projekt zum Wissenstransfer über neue Materialien und deren Anwendung im Kreativbereich, und schon seit langem.

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