Teknologi- og innovationsfremsyn

Avancerede materialer

som KET for vækst i

fremtidens industri

Undertitel

Titel (Bund-Højre)

Undertitel

Titel (Top-Højre)

Teknologi- og innovationsfremsyn

Avancerede materialer

som KET for vækst i

fremtidens industri

–

Undertitel

Titel (Abstrakt)

Undertitel

Abstrakt

Liggende

Titel: Avancerede materialer som KET (Key Enabling Technology) for vækst i fremtidens industri

Udarbejdet for:

Styrelsen for Forskning og Innovation

Udarbejdet af: Teknologisk Institut

Analyse og Erhvervsfremme Gregersensvej 1

2630 Taastrup

Januar 2014

Forsidebillede: Polymer-brændselsceller. Foto: Teknologisk Institut.

3

Indholdsfortegnelse

Forkortelser .......................................................................................................... 6

Executive Summary ............................................................................................... 7

Sammenfatning .................................................................................................... 11

1. Indledning ..................................................................................................... 15

1.1. Hvad er teknologi- og innovationsfremsyn? ................................................ 15

1.2. Formål .................................................................................................. 16

1.3. Metode .................................................................................................. 16

1.3.1. Litteraturgennemgang ....................................................................... 16

1.3.2. Tech mining ..................................................................................... 16

1.3.3. Interview med videnmiljøer ................................................................ 17

1.3.4. Interview med virksomheder .............................................................. 17

1.3.5. Delphi-interview med virksomheder..................................................... 17

1.3.6. Ekspertworkshop............................................................................... 18

1.3.7. Strategisk workshop med GTS ............................................................ 18

1.4. Organisering .......................................................................................... 18

2. State-of-the-art ............................................................................................. 20

2.1. Hvad er avancerede materialer? ............................................................... 20

2.2. Internationale satsninger på avancerede materialer .................................... 23

2.2.1. EU ................................................................................................... 23

2.2.2. USA ................................................................................................. 23

2.2.3. Kina ................................................................................................ 24

2.3. Tre udvalgte områder.............................................................................. 26

2.3.1. Unikke materialer .............................................................................. 26

2.3.2. Funktionsoptimerede overflader .......................................................... 27

2.3.3. Manufacturing materials ..................................................................... 28

3. Trends .......................................................................................................... 30

3.1. Miljø, klima og bæredygtighed ................................................................. 30

3.1.1. Energi .............................................................................................. 30

3.1.2. Genbrug, ressourceoptimering og cirkulær økonomi .............................. 30

3.1.3. Biobaserede materialer ...................................................................... 31

3.1.4. REACH ............................................................................................. 31

3.2. Substitution af sjældne og dyre materialer ................................................. 32

3.3. Advanced manufacturing og mass customization ........................................ 32

3.4. Globalisering .......................................................................................... 33

4

4. Danske virksomheders erfaringer og forventede behov ....................................... 35

4.1. Virksomhedernes holdning til avancerede materialer (Delphi - Interview med

100 direktører) .................................................................................................. 35

4.1.1. Materialer hører til i fremstillingsindustrien ........................................... 35

4.1.2. 19 udsagn om virksomhedens brug af materialer .................................. 36

4.1.3. Fremstillingsvirksomhederne er i gang med avancerede materialer ......... 38

4.1.4. Konklusioner .................................................................................... 38

4.2. Virksomheder, der selv udvikler og producerer avancerede materialer........... 38

4.2.1. Fokus .............................................................................................. 38

4.2.2. Behov .............................................................................................. 39

4.3. Virksomheder, der anvender avancerede materialer – eller anvender materialer

avanceret ......................................................................................................... 41

4.3.1. Fokus og problemer ........................................................................... 41

4.3.2. Behov .............................................................................................. 42

5. Strategisk Outlook – hvor skal GTS opruste i de kommende år............................. 49

5.1. Styrker og udfordringer for GTS-systemet ................................................. 49

5.2. Strategiske anbefalinger .......................................................................... 51

6. Kommentarer fra interessenter ........................................................................ 53

7. Referencer ..................................................................................................... 65

7.1. Interview ............................................................................................... 65

7.2. Litteratur ............................................................................................... 65

Bilag A: Deltagere i udvidet arbejdsgruppemøde, interessentmøde, ekspertworkshop og

strategisk workshop .............................................................................................. 68

Udvidet arbejdsgruppemøde, 20. oktober 2014 ..................................................... 68

Interessentmøde, 6. november 2014.................................................................... 68

Ekspertworkshop, 11. december 2014 .................................................................. 69

Strategisk workshop med GTS, 15. december 2014 ............................................... 69

Bilag B: Oversigt over materiale-kompetencer på GTS-institutterne ............................ 70

Bilag C: Europæisk forskning i avancerede materialer ............................................... 73

Bilag D: Tech mining – kulstof-nanorør ................................................................... 81

Indledning ........................................................................................................ 81

Tech mining i litteratur og patentbaser ................................................................. 81

Konklusioner ..................................................................................................... 87

Bilag E: Tech Mining – Diamond-Like Carbon ........................................................... 99

Indledning ........................................................................................................ 99

Tech mining i litteratur og patentbaser ................................................................. 99

5

Konklusioner ................................................................................................... 105

6

Forkortelser

B2B Business-to-Business

BRIK Brasilien, Rusland, Indien, Kina

DLC Diamond-Like Carbon

EuMaT European Technology Platform for Advanced Engineering Materials and Technologies

KET Key Enabling Technology

MGI Materials Genome Initiative

REACH Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of

Chemical substances (Forordning EF nr. 1907/2006)

RK ResultatKontrakt

RTO Research and Technology Organisation

SMV Små og Mellemstore Virksomheder

SWOT Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats

VAM Value Added Materials

7

Executive Summary

Advanced materials are relevant for practically all manufacturing industries, and the Eu-

ropean Commission has identified advanced materials as one of five key Enabling Tech-

nologies (KETs) for European industry. At the same time, advanced materials constitute

one of the focus areas in the European Horizon 2020 framework programme for research

and innovation. In Denmark, the Confederation of Danish Industry and the Technical

University of Denmark have identified new materials as a key technology for supporting

growth and increase the international competitiveness of Danish industry.

Asia, the US and Europe are making massive investments in research and development

of advanced materials and this will provide both opportunities and challenges for the

Danish manufacturing industry in the years to come. The challenges related to introduc-

ing new materials in Danish manufacturing companies will include e.g. requirements for

new production processes and equipment, new standards for quality management and

the need for new knowledge at all levels. This entails some insecurity concerning the im-

plementation, and in spite of existing demonstration projects and documented possibili-

ties for long-term gains, companies may be reluctant to take up new materials and, con-

sequently, they lose opportunities for growth.

The Danish Agency for Science, Technology and Innovation has asked the GTS – Ad-

vanced Technology Group1 to carry out a technological foresight exercise to create an

overview of the innovation potential and the technological opportunities during the next

3-8 years. The present foresight on advanced materials was carried out by the Danish

Technological Institute and FORCE Technology in a working group with the other GTS

institutes between October 2014 and January 2015. It is one of three foresight exercises

carried out in parallel, and part of the purpose was to test some of the existing foresight

methodologies. This foresight exercise on advanced materials builds on literature review,

analyses of global databases on patents and scientific publications, interviews with Dan-

ish universities, case studies of a selection of manufacturing enterprises and a telephone

survey of approx. 100 manufacturing enterprises. Danish Technological Institute carried

out the data collection and analysis and the results have been discussed with the GTS

working group. As part of the process, a number of stakeholders have provided input,

and the stakeholders have also had the opportunity to provide comments to the final

draft report. The stakeholder comments are included in the report (chapter 6).

Advanced materials span a huge field and are of importance to almost all manufacturing

industries. For this reason, the proposal for this foresight exercise suggested four sub-

themes that the foresight should focus on, i.e. unique materials, functional surfaces,

manufacturing materials, and quality management and documentation of the properties

of materials.

Both the literature review and inputs from interviews indicated that advanced materials

are more than new, high-tech materials such as carbon nanotubes and graphene. In a

Danish industrial context, the concept should be widened to include working in new

and/or advanced ways with 'traditional' materials. For the manufacturing companies this

1 GTS – Advanced Technology Group is a network consisting of nine independent Danish research and technolo-

gy organisations – the GTS institutes. See more at http://en.gts-net.dk/

8

perspective is, in practice, at least as important as taking up newly developed, hi-tech

'advanced' materials.

As mentioned above, materials research is an important part of EU research and in Hori-

zon 2020 there is considerably more emphasis than in previous research programmes on

practical demonstration of research results and taking research closer to the market. The

literature review and analysis of patents and patterns in international scientific publica-

tions furthermore show that the US and China focus even more on materials research

than the EU.

For Danish manufacturing companies this is both good and bad news. It is good news

because there are technologies and materials emerging from which Danish companies

could benefit. The bad news is that knowledge creation within most key technology areas

is shifting eastward and the international customers of Danish companies will increasingly

orient themselves towards e.g. China. Danish B2B companies will be further removed

from the customers who set the industry standards. It will be more difficult to establish a

position as a technologically interesting subcontractor in the value chains and innovation

processes of global companies. This is a challenge where both universities and GTS insti-

tutes can play a role following the newest developments and be 'bridge builders'. It will

be more important to have good Chinese contacts in the way that there are currently

good links to research and innovation actors across the EU and the US.

In order to maintain some focus within the broad field of advanced materials, specialising

in specific industries - such as oil & gas, medical technology, or windmills - could be a

potential strategy choice for the GTS institutes. However, a key result of the foresight

exercise is the emphasis on the potential significance of advanced materials across the

manufacturing industry as a whole. Thus, it does not appear desirable to recommend a

narrowing of the GTS advanced materials effort to selected industries.

Likewise, there is no immediate basis for pointing to a few concrete types of materials or

technologies as being exactly the relevant ones for Danish industry since the needs of

the companies vary considerably. In order for the GTS institutes to serve Danish industry

best, the need is rather for a combination of broad general knowledge and in-depth local

specialisation, better access to simulation, test and characterization facilities as well as

tools for market implementation that live up to both commercial and regulatory frame-

works.

There is, however, one technology area that will be highly relevant in the coming years,

namely nanomaterials, which has a very broad application across the manufacturing in-

dustry. Manufacture and test as well as characterization of nanomaterials throughout

their life cycle (manufacture, use and waste/recycling) require advanced methods and

equipment. There is a lot of focus on the extent to which humans and the environment

may be exposed to nanoparticles and the consequences for health and environment. The

interviews carried out for this foresight document that upwards 25 per cent of Danish

manufacturing companies use nanomaterials or nanotechnologies in their production, and

even more plan to do so in the future.

The GTS institutes have a number of strengths that make them well placed to boost the

use of advanced materials in Danish manufacturing companies. The institutes are in close

9

daily contact with the manufacturing industry, and they have thus acquired in-depth

knowledge and understanding of the needs of the companies.

In 2013, the GTS network of institutes had almost 20,000 Danish clients. Of these,

17,000 were private companies. 13,500 were small enterprises with less than 50 em-

ployees, a little over 2,000 were medium-sized enterprises, and 1,500 were large enter-

prises with more than 250 employees. The GTS institutes supply the competences and

knowledge lacking in the companies and have the opportunity to transfer state-of-the-art

research results from national and international universities to practical solutions for the

industry.

On the one hand, increasing technological complexity and the associated risks for com-

panies when going from prototype to production means that the GTS institutes must in-

creasingly assist the companies in pilot production and full-scale trials. This may mean

that the GTS institutes move closer to the market and thus into the area of private advi-

sors. On the other hand, the GTS institutes face competition from universities that initi-

ate closer collaboration with companies. At the same time, many SMEs are hesitant –

and lack the resources – to pay for advisory services.

An important factor emphasized by both universities and companies is that the institutes

have up-to-date equipment and that it is important that the GTS institutes continue to

invest in this area.

Globalisation also impacts knowledge institutions. The GTS institutes have a strong port-

folio of global customers and a comprehensive network with foreign knowledge institu-

tions – not least other RTO’s. The foreign knowledge institutions are also competitors,

since Danish companies increasingly procure knowledge from abroad.

As for national and international standards and regulation, the GTS institutes are in the

front line – among other things through active participation in standardisation efforts at

national as well as international level. A key issue concerning advanced materials is that

most standards are based on the materials of the past. There is a need for continued

active efforts to bring standards in line with developments – for instance, with respect to

nanomaterials. In addition, in particular with respect to nanomaterials, there is an in-

creasing need to develop internationally acknowledged measuring methods for character-

ization of properties of new materials, which is a precondition for establishment of stand-

ards and regulation.

An important trend is the focus on sustainability and circular economy. Climate, envi-

ronment and resource scarcity is a 'grand challenge' that will be a central framework

condition and create the foundation – including in commercial terms – for industry devel-

opment and use of advanced materials in the years to come. There are many aspects of

these issues such as focus on bio resources, energy efficiency, sustainable energy, recy-

cling, phase-out of harmful substances, substitution of scarce and costly resources (for

instance rare metals and rare earths), longer product service life, etc. The Danish manu-

facturing industry is very well placed to be at the forefront of this development, and the

GTS institutes must use their fortes to support the industry in its transition to 'green

economy' in its broadest sense.

10

Practical experiments with the materials are a prerequisite for understanding the techno-

logical possibilities. The new materials have properties that can be very abstract, and

'playing around' with the new possibilities can help understand what opportunities they

provide. Many small and medium sized companies are characterised by practical, rather

than theoretical, knowledge. Such companies may benefit significantly from being able to

test new materials in practice and in that way gain insights that they can use to develop

their business.

Against this background, we make the following recommendations:

1. It is recommended that a continued effort be made to build up both broad and

specific knowledge and services related to materials within the GTS network, for

instance in the form of Result Contracts with the Danish Agency for Science,

Technology and Innovation. Internationally, especially in Asia and the US, there

is substantial focus on advanced materials which may be expected in the com-

ing years to provide results that will impact competitiveness.

2. It is recommended that across the GTS network there be focus on advanced

materials and that their role in sustainability and that circular economy be inte-

grated into future projects. This could be done in a coordinated effort – for in-

stance in the shape of a national forum in close collaboration with universities

and companies.

3. It is recommended establishing a high-tech development and production centre

for advanced use of materials. Such a centre should be more than the test fa-

cilities that already exist at the GTS institutes.

4. It is recommended that a coordinated effort within the area of materials focus

on simulation, full-scale trials and demonstration facilities/pilot production for

advanced materials and related processes. This may contribute to strengthening

the position of the GTS institutes as bridge builders between the basic research

at the universities and the practical needs of industry.

5. It is recommended that documentation and qualification of new materials, com-

posites and processes – including use of internationally recognised measuring

methods – continue to be a priority.

6. It is recommended that a model be developed for how the GTS institutes can

play a more active role in the SMEs' use of advanced materials in product and

process development – for instance in relation to new functional surfaces.

7. It is recommended that the GTS network be involved in the education of the

next generation of industry-oriented advanced materials specialists. The indus-

try needs staff with materials competences. One of the tools for this could be a

cross-disciplinary industrial PhD programme within advanced materials in col-

laboration with universities and industry.

8. It is recommended that the GTS network continue to focus on internationalisa-

tion which is a key element in increasing the knowledge of and collaboration

with international knowledge institutions and companies, for instance with re-

spect to the developments taking place in Asia within advanced materials.

11

Sammenfatning

Avancerede materialer er relevante for stort set alle industriens brancher, og Europa-

Kommissionen har udpeget avancerede materialer som en af fem Key Enabling Technolo-

gies (KETs) for den europæiske industri. Avancerede materialer er også et af de centrale

forskningsområder i det europæiske forskningsrammeprogram Horizon 2020. I Danmark

har Dansk Industri og DTU i en rapport sammen med ledende danske virksomheder iden-

tificeret nye materialer som en vigtig nøgle til at understøtte vækst og øge konkurrence-

evne i Danmark.

I Asien, USA og Europa investeres massivt i forskning og udvikling af avancerede materi-

aler, og det kommer i de kommende år til at give danske virksomheder både muligheder

og udfordringer. Udfordringerne for indførelsen af nye materialeløsninger i den danske

fremstillingsindustri kan f.eks. være krav til nye processer, nyt produktionsudstyr, nye

kvalitetssikringsstandarder og behov for ny viden på alle niveauer. Det indebærer en

usikkerhed omkring implementeringen, og til trods for allerede udviklede demonstratorer

og dokumenteret mulighed for langsigtede gevinster får det virksomheder til at holde sig

tilbage og dermed miste vækstmuligheder.

Forsknings- og Innovationsstyrelsen har bedt GTS-institutterne om gennem et teknolo-

gisk fremsyn at skabe overblik over innovationspotentialet og de teknologiske muligheder

i de kommende 3 – 8 år. Fremsynet her er gennemført af Teknologisk Institut og FORCE

Technology i en arbejdsgruppe med de øvrige GTS-institutter. Fremsynet er gennemført i

perioden oktober 2014 – januar 2015. Forsknings- og Innovationsstyrelsen har fået gen-

nemført i alt tre fremsyn, og en del af formålet har været at afprøve nogle af de eksiste-

rende metoder til fremsyn. Resultaterne i dette fremsyn bygger på litteraturstudier, ana-

lyser af globale databaser med videnskabelig litteratur og patenter, interview med forsk-

ningsmiljøerne på de danske universiteter, interview med virksomheder samt korte tele-

foninterview med 100 fremstillingsvirksomheder. Analyserne er gennemført af Teknolo-

gisk Institut og samlet og diskuteret af arbejdsgruppen i GTS. Som en del af forløbet har

en række interessenter givet input, og interessenter har også haft lejlighed til at kom-

mentere på rapporten. Disse kommentarer er samlet bagerst i rapporten som et bilag.

Avancerede materialer spænder over et enormt felt og har betydning for stort set alle

brancher. I oplægget til Forsknings- og Innovationsstyrelsen er der derfor peget på 4

underemner: Unikke materialer, funktionsoptimerede overflader, manufacturing materi-

als og kvalitetssikring og dokumentation af materialers egenskaber.

Litteraturstudiet, tilkendegivelser fra interessenter og interview med forskningsmiljøerne

og virksomhederne viste, at avancerede materialer både er nye, højteknologiske mate-

rialer (som f.eks. kulstof nanorør og grafen) og kendte materialer, som anvendes på en

ny og avanceret måde. Eksempelvis kan kendte materialer opføre sig uforudsigeligt, når

de bliver anvendte under højt pres, høje temperaturer eller i et specielt miljø – f.eks. på

en boreplatform. For virksomhederne er det sidste perspektiv i praksis mindst lige så

væsentligt.

Litteraturstudiet dokumenterede, at EU's forskningsprogrammer har fokus på avancerede

materialer, og i Horizon2020 er der i højere grad end tidligere lagt vægt på, at forsknin-

gen skal være tæt på anvendelse og markedet. Litteraturstudiet og analyser af patenter

12

og mønstre i videnskabelige publikationer viser desuden, at der i USA og Kina er endnu

større fokus på materialeforskningen end i EU.

For danske virksomheder er det både gode og dårlige nyheder. Det er gode nyheder,

fordi der er teknologier og materialer på vej, som danske virksomheder vil kunne få ud-

bytte af. Det er dårligt nyt, fordi den nyeste viden om nøgleteknologier trækker mod øst,

og de eksportkunder, som danske virksomheder ofte har, vil også i stigende grad orien-

tere sig mod f.eks. Kina. Danske B2B-virksomheder får længere til de kunder, som sæt-

ter standarden. Det bliver vanskeligere at være den teknologisk interessante underleve-

randør, som i værdikæden kan spille med i de globale virksomheders innovationsproces-

ser. Det er en udfordring, hvor både universiteter og GTS’er kan spille en rolle i at følge

udviklingen og være brobyggere. Det bliver vigtigere at have gode kinesiske kontakter,

ligesom der er gode kontakter til videnmiljøer rundt om i Europa og USA.

Avancerede materialer er et bredt felt og det kunne være en strategi for GTS-nettet at

specialisere sig i forhold til enkelte (højt profilerede) branchers behov – eksempler kunne

være olie/gas, medicoteknik eller vindmøller. På basis af fremsynets resultater, som net-

op understreger den brede betydning af materialer på tværs af industrielle brancher, sy-

nes det dog at være uhensigtsmæssigt at anbefale en branchemæssig begrænsning af

GTS’ernes arbejde med avancerede materialer.

Der heller ikke umiddelbart grundlag for at pege på få, konkrete materialegrupper eller –

teknologier, som lige præcis er de områder, som industrien efterspørger. Avancerede

materialer er et bredt fagfelt, og virksomhedernes behov er meget forskellige. For at

GTS-nettet kan betjene industrien bedst, er der snarere behov for en kombinationen af

opbygning af mere almen viden hos mange og dyb specialisering lokalt, bedre adgang til

simulerings-, test- og karakteriseringsfaciliteter samt værktøjer til implementering i mar-

keder, der både skal opfylde kommercielle og lovgivningsmæssige rammer.

Ét (bredt) teknologiområde, der vil være stort fokus på i de kommende år, er nanomate-

rialer, som også har en meget bred anvendelsesprofil på tværs af industrielle brancher.

Fremstilling og test af samt karakterisering af nanomaterialer i hele deres livscyklus

(fremstillings-, brugs- og affalds-/genbrugsfasen) kræver avancerede metoder og udstyr.

Der er fokus på, i hvor høj grad mennesker og miljø kan blive eksponeret til nanopartik-

ler, og på de konsekvenser, det kan have for sundhed og miljø. Fremsynets interviewaf-

snit dokumenterer, at op til 25 % af danske fremstillingsvirksomheder anvender nano-

materialer eller –teknologi i deres produktion og flere planlægger at tage området op.

GTS-institutterne har en række styrker, som placerer institutterne godt i forhold til at

løfte anvendelsen af avancerede materialer i danske industrivirksomheder. Institutterne

har tæt daglig kontakt til industrien og derigennem kendskab til og forståelse af virk-

somhedernes behov.

I 2013 havde GTS-nettet knap 20.000 danske kunder. Af dem var de 17.000 private

virksomhedskunder. 13.500 af disse virksomheder var små virksomheder med færre end

50 ansatte, godt 2.000 var mellemstore virksomheder, og 1.500 var store virksomheder

med mere end 250 ansatte.2 GTS’erne supplerer kompetencer og viden, der mangler i

13

virksomhederne, og har mulighed for at bringe frontforskningen fra universiteter i ind- og

udland ind i brugbare løsninger, der kan anvendes af industrien.

Institutterne har både en stor specialistviden på mange områder inden for avancerede

materialer kombineret med en stor tværfaglighed og bred viden på tværs af fagområder

og brancher. Dette kan danne udgangspunkt for at kombinere viden om materialer og

processer på nye måder og for f.eks. anvende kendte materialer i nye sammenhænge.

Stigende teknologisk kompleksitet og dermed forbundne risici for virksomhederne ved

overgang fra prototype til produktion betyder, at GTS-institutterne i stigende grad må

udvikle og bistå virksomhederne med ydelser som pilotproduktion og fuldskalaforsøg. Det

kan betyde, at GTS-institutterne kommer tættere på markedet og dermed ind i en græn-

seflade til private rådgivere. På den anden side presses GTS’erne af, at universiteterne

tager mange tiltag for at bevæge sig tættere på virksomhederne. Samtidig er der blandt

mange SMV’er tøven over for (og mangel på ressourcer til) at betale for rådgivningstje-

nester.

En væsentlig faktor, der fremhæves af både virksomheder og af universiteterne, er, at

GTS-institutterne har moderne udstyr, og det er vigtigt, at GTS-institutterne fortsat inve-

sterer på dette område.

Globaliseringen har også stor betydning for videninstitutioner. GTS’erne står stærkt med

globale kunder og et omfattende netværk til udenlandske videninstitutioner – ikke mindst

andre RTO’er. De udenlandske videninstitutioner er også konkurrenter, i og med at dan-

ske virksomheder i stigende grad henter viden i udlandet.

I forhold til nationale og internationale standarder og lovgivning er GTS’erne med på for-

kant – blandt andet gennem aktiv deltagelse i standardiseringsarbejde såvel nationalt

som internationalt. Et problem i forhold til avancerede materialer er dog, at de fleste

standarder er baseret på ”fortidens” materialer. Der er behov for en fortsat aktiv indsats

for at bringe standarderne i overensstemmelse med udviklingen – f.eks. i forhold til na-

nomaterialer. Desuden er der, specielt inden for nanomaterialer, et stigende behov for

udvikling af internationalt anerkendte nøjagtige målemetoder til karakterisering af nye

egenskaber, hvilket er en forudsætning for etablering af standarder og lovgivning.

En trend, der er i fokus alle steder, er bæredygtighed og cirkulær økonomi. Klima, miljø

og ressourceknaphed er en ”grand challenge”, som vil være en helt central rammebetin-

gelse og skabe grundlaget – også det forretningsmæssige – for industriens udvikling og

anvendelse af avancerede materialer i de kommende år. Problematikken har mange

aspekter: Fokus på bioressourcer, energieffektivitet, vedvarende energi, genindvinding

og -anvendelse, udfasning og substitution af skadelige stoffer, substitution af knappe og

dyre ressourcer (f.eks. sjældne metaller og jordarter), længere produktlevetid og meget

mere. Dansk industri har særdeles gode forudsætninger for at være på forkant med ud-

viklingen, og GTS’erne skal udnytte deres spidskompetencer til at støtte industrien i om-

stillingen til ”grøn økonomi” i den bredeste forstand.

2 Uddannelses- og Forskningsministeriet, Styrelsen for Forskning og Innovation: Performanceregnskab for GTS-

net 2014

14

Praktiske eksperimenter med materialerne er en forudsætning for at opnå en forståelse

af de teknologiske muligheder. De nye materialer har egenskaber, som kan være meget

abstrakte, og hvor kun ”legen” med de nye muligheder for alvor skaber en forståelse for

de nye muligheder. Mange små og mellemstore virksomheder er karakteriseret ved at

være funderet i praktisk viden frem for teoretisk viden. De kan have stor gavn af at kun-

ne prøve ting af i praksis og på den måde få en indsigt, som de kan bruge til at udvikle

deres forretning.

På denne baggrund er de strategiske anbefalinger – i kort form - følgende:

1. Det anbefales, at der forsat arbejdes med en både bred og specifik opbygning af

materialeviden og -ydelser i GTS-netværket i regi af f.eks. RK-kontrakter. Der er

internationalt, og især i Asien og USA, et stort forsknings- og innovationsmæssigt

fokus på avancerede materialer. Det må i de kommende år forventes at give re-

sultater, som får konkurrencemæssig betydning.

2. Det anbefales, at der på tværs af GTS-netværket fokuseres på avancerede mate-

rialer, og at deres rolle i bæredygtighed og cirkulær økonomi integreres i kom-

mende projekter. Dette kan evt. ske i en koordineret indsats – f.eks. i form af

skabelse af et nationalt forum i tæt samarbejde med universiteter og virksomhe-

der.

3. Det anbefales, at der skabes et højteknologisk udviklings- og produktionscenter

for avanceret materialeanvendelse. Et sådant center er mere end de testfacilite-

ter, som allerede findes på GTS-institutterne.

4. Det anbefales, at en koordineret indsats på materialeområdet har fokus på simu-

lering, skalaforsøg og demonstrationsfaciliteter/pilotproduktion for avancerede

materialer og processer, der kan bidrage til at styrke GTS’ernes position som bro-

bygger mellem grundforskningen på universiteterne og industriens praktiske be-

hov.

5. Det anbefales, at dokumentation og kvalifikation af nye materialer, materiale-

sammensætninger og processer – herunder anvendelse af internationalt anvendte

målemetoder – fortsat er et prioriteret tema.

6. Det anbefales, at der udvikles en model for, hvordan GTS’erne kan spille en mere

aktiv rolle i SMV’ernes anvendelse af avancerede materialer i produkt- og proces-

udvikling – eksempelvis i forhold til nye funktionelle overflader.

7. Det anbefales, at GTS-netværket involveres i uddannelsen af næste generation af

industriorienterede specialister i avancerede materialer. Industrien efterspørger

medarbejdere med materialekompetencer. Et af redskaberne er et tværfagligt er-

hvervs-Ph.d.-program inden for avancerede materialer sammen med universiteter

og industrien.

8. Det anbefales, at GTS-netværket fortsat har fokus på internationalisering, som er

et nøgleelement i forhold til at øge kendskabet til og samarbejdet med internatio-

nale videninstitutioner og virksomheder. Det gælder f.eks. i forhold til den udvik-

ling, der sker i Asien inden for avancerede materialer.

15

1. Indledning

Styrelsen for Forskning og Innovation bidrager til at udvikle nye ydelser hos de godkend-

te teknologisk serviceinstitutter (GTS-institutterne3) gennem finansiering af Resultatkon-

trakter (RK’er), som typisk har til formål at fremme opbygning af kompetencer og ar-

bejdsmetoder. RK’er har først og fremmest et prækompetitivt sigte ved at understøtte en

opbygning af GTS-institutterne på områder, som på sigt kan danne grundlag for GTS-

ydelser til gavn for erhvervslivet og samfundet i spændingsfeltet mellem markedet og

især anvendelse af ny teknologi.

Styrelsen for Forskning og Innovation har efterlyst et nyt grundlag for prioritering og al-

lokering af midler til fremtidige RK’er. På denne baggrund har Styrelsen for Forskning og

Innovation igangsat tre teknologi- og innovationsfremsyn med dobbelt sigte. Dels skal de

tilvejebringe erfaringer med teknologi- og innovationsfremsyn som metode for priorite-

ring af fremtidige RK’er, dels skal de udpege strategiske spor, inden for hvilke fremtidige

RK’er kan igangsættes.

1.1. Hvad er teknologi- og innovationsfremsyn?

Ved at studere udviklingstendenser og strategiske usikkerheder, som vi allerede kan se i

dag, er det muligt at danne sig et kvalificeret billede af mulige udviklingsveje og dermed

afdække det fremtidige strategiske spillerum.

Med udgangspunkt i GTS-institutterne handler dette teknologi- og innovationsfremsyn

derfor om at trække på den samlede viden om den teknologiske udvikling og om de mu-

ligheder, teknologien skaber for udvikling af nye produkter. Det vil imidlertid være for

snævert kun at se på teknologiudviklingen. Udviklingstendenser med rod i politiske, øko-

nomiske og samfundsmæssige forhold har også betydning for fremtidens efterspørgsel

efter GTS-ydelser.

Det er udviklingstendenser, som kan påvirke virksomhederne om 3-8 år, der er i fokus.

Så fjernt i tid, at der kan være flere mulige udfald – og så nært, at det også er relevant

at bygge på eksisterende teknologier som værende understøttende for de beslutninger,

vi træffer i dag. Udviklingstendenserne har forskellige karakteristika. Nogle er mere præ-

cise og sikre, mens andre er mere diffuse og spekulative. For nogle tendenser er det

klart, hvad konsekvenserne er, og vi kan handle. For andre er det mere uklart.

Målet med et teknologi- og innovationsfremsyn er ikke at forudse fremtiden. Det er ikke

muligt. Fremsynet giver en platform for diskussion og en fælles videnplatform og tanke-

proces for de interessenter, der er berørt af processen. Med fremsyn menes der:

"Foresight involves systematic attempts to look into the longer-term future of science,

technology, economy, and society with a view to identifying emerging generic technol-

ogies likely to yield the greatest economic and social benefit" (Jørgensen, 2001).

3 Alexandra Instituttet, AgroTech (Institut for Jordbrugs- og Fødevareinnovation), Bioneer, Dansk Brand- og

Sikringsteknisk Institut (DBI), DELTA (Dansk Elektronik, Lys og Akustik), Danmarks Nationale Metrologiinstitut

(DFM), DHI (Dansk Hydraulisk Institut), FORCE Technology og Teknologisk Institut.

http://gts-net.dk/gts-institutter/

16

Foresight is “a process which involves intense iterative periods of open reflection, net-

working, consultation and discussion, leading to the joint refining of future visions and

the common ownership of strategies… it is the discovery of a common space for open

thinking on the future and the incubation of strategic approaches” (Cassingena Har-

per, 2003).

Måske kan nøgleordene i ovenstående samles i en forståelse af teknologi- og innovati-

onsfremsyn, hvor nøgleaktører får lejlighed til på et oplyst grundlag at skabe og løbende

forbedre en vision om fremtiden. Man kan ikke stemme om fremtiden, men en fremstil-

ling af forskellige, plausible og ligeværdige billeder af fremtiden kan gøre aktørerne mere

årvågne i deres respektive strategiske valg. Et teknologisk fremsyn kan således opsum-

meres i fem K’er for:

Koncentration om et langsigtet perspektiv Kommunikation mellem forskellige aktører fra innovationssystemet Koordination mellem forskellige aktører og deres fremtidige F&U-aktiviteter Konsensus om fremtidige mål og forskningsprioriteringer

Kommitment blandt forskellige aktører til resultater af teknologisk fremsyn og de-res transformation til konkret beslutningstagen (Jørgensen, 2001).

1.2. Formål

Formålet med fremsynet er at få et overblik over innovationspotentialet og de teknologi-

ske muligheder, som avancerede materialer giver danske virksomheder i et 3-5-8 års

perspektiv.

Fremsynet vil på baggrund af analysen give strategiske anbefalinger til, hvordan udfor-

dringer, potentialer og behov hos danske virksomheder bedst imødekommes således, at

unikke danske kompetencer udnyttes bedst muligt, og industriens vækstpotentiale i bru-

gen af avancerede materialer bedst muligt indfries.

1.3. Metode

Dette fremsyn om avancerede materialer er baseret på en række forskellige dataindsam-

lings-, analyse- og konsultationsmetoder, der supplerer hinanden. De anvendte metoder

introduceres kort i det følgende.

1.3.1. Litteraturgennemgang

Analysen blev indledt med et litteraturstudie, hvor en række af de nyeste policy rappor-

ter, roadmaps og strategier fra danske og udenlandske kilder blev gennemgået med

henblik på at skabe et overblik over state-of-the-art på avancerede materialer, udvik-

lingstrends m.m. Herunder er der også gennemgået nyere afsluttede og påbegyndte FP7-

forskningsprojekter. Litteraturlisten er vedlagt i afsnit 7.1, og gennemgangen af materia-

leforskningsprojekter under FP7 er vedlagt som Bilag C.

1.3.2. Tech mining

Teknologisk Institut har sammen med Thomson Reuters og Georgia Tech udviklet data-

mining-redskaber til at analysere globale patentdata og globale litteraturdatabaser. Det

17

giver mulighed for at følge den forskningsmæssige og markedsmæssige interesse for

teknologier. Databaserne giver indsigt i, hvor i verden, hvornår, i hvilke brancher og af

hvem, der investeres i forskning og udvikling af udvalgte teknologier.

Som demonstration af metoderne og anvendeligheden af tech mining er der gennemført

to analyser i dette fremsyn: En om kulstof-nanorør (carbon nanotubes) og en om Dia-

mond-Like Carbon. Resultaterne er vedlagt i Bilag D og E.

Analyserne viser, hvor i verden forsknings- og udviklingsaktiviteten er størst, hvem

forskningsmiljøerne udgøres af, og i hvilket omfang danske forskningsmiljøer er en del af

det.

1.3.3. Interview med videnmiljøer

For at få et indtryk at de danske styrkepositioner er der gennemført interview med re-

præsentanter for centrale danske videns- (universitets-)miljøer: DTU, SDU, AAU og AU.

Interviewene handler om state-of-the-art på de teknologiområder, som videnmiljøerne

arbejder med, og indsamler deres blik på udfordringerne i fremtiden – både forsknings-

mæssigt og kommercielt. En liste over de gennemførte interview er vedlagt i afsnit 7.1.

1.3.4. Interview med virksomheder

Der er gennemført otte caseinterview med virksomheder, der arbejder med unikke mate-

rialer, overfladebehandling og manufacturing materials. Virksomhederne blev udvalgt på

baggrund af GTS-eksperters anbefalinger, interview med videnmiljøer samt desk re-

search. Formålet med cases er at få et indtryk af de udfordringer og den efterspørgsel,

virksomhederne forventer at komme til at stå overfor. Interviewene blev gennemført som

telefoninterview.

Interviewene resulterede i casebeskrivelser af virksomhedernes arbejde med og udfor-

dringer i forbindelse med avancerede materialer. Casebeskrivelserne er integreret i kapi-

tel 4, og en liste over interviewpersonerne findes i afsnit 7.1.

Caseinterviewene blev endvidere anvendt som det primære input til SWOT-analysen på

den strategiske GTS-workshop.

1.3.5. Delphi-interview med virksomheder

Der er gennemført en telefonbaseret survey med direktører for danske virksomheder. En

stikprøve af direktører for danske virksomheder har taget stilling til en række udsagn,

som blev udledt af interview med virksomheder og universiteter. Virksomhedslederne

blev bedt om at score relevansen af de identificerede udsagn for deres virksomhed med

det formål at få kvantificeret og underbygget de observationer, som er gjort i casestudi-

erne om markedet for nye teknologier.

Stikprøven blev taget blandt fremstillingsvirksomheder med mindst 50 ansatte og andre

private virksomheder med mindst 250 ansatte. Der blev skabt kontakt til 309 virksomhe-

der, og 77 af disse fandt emnet ”avancerede materialer” relevant for deres virksomhed.

Resultaterne af surveyen findes i afsnit 4.1.

18

1.3.6. Ekspertworkshop

De foreløbige resultater fra litteratur, ekspertinterview og tech mining blev præsenteret

for arbejdsgruppens tekniske eksperter og tre udvalgte eksperter (virksomhedsrepræ-

sentanter) på en workshop. Eksperterne blev bedt om at give et bud på teknologiske

trends og om at vurdere teknologiernes betydning for danske virksomheder. Resultaterne

fra workshoppen er anvendt bredt gennem rapporten – især i forbindelse med identifika-

tion af trends og virksomhedsbehov.

En liste over deltagerne i workshoppen er vedlagt i bilag A.

1.3.7. Strategisk workshop med GTS

Som et af de sidste led i fremsynsprocessen blev der afholdt en strategisk workshop med

ledere fra de relevante GTS-institutter. På workshoppen blev resultaterne præsenteret

for lederne, og i samarbejde blev der opstillet en analyse af institutternes nuværende

styrker og svagheder, muligheder og begrænsninger (SWOT) for at kunne levere den

brede pakke af GTS-ydelser til virksomhederne i takt med, at teknologierne udvikler sig,

og markedets efterspørgsel ændrer sig. Resultaterne af SWOT-workshoppen udgør et

centralt input til udarbejdelse af de strategiske anbefalinger i afsnit 5.

1.4. Organisering

Fremsynet er organiseret omkring en arbejdsgruppe, GTS-sekretariatet og et analyse-

team:

GTS-arbejdsgruppen består af følgende:

Peter Sommer-Larsen, Teknologisk Institut (projektleder)

Lisbeth Hilbert, FORCE Technology

Marianne Strange, FORCE Technology

Lars Pleth Nielsen, Teknologisk Institut

Leif Højslet Christensen, Teknologisk Institut.

Arbejdsgruppen har fulgt arbejdet i fremsynet og rådgivet om strategiske valg i projektet

– f.eks. udpegning af teknologi- og markedsområder og eksperter til interview – samt

varetaget kontakten til de involverede GTS-institutter. Arbejdsgruppen har holdt tre mø-

der, ligesom der har været en løbende dialog mellem gruppen og analyseteamet. Alle

medlemmer af arbejdsgruppen har endvidere deltaget i et af interviewene med videnper-

soner (universiteter).

Ud over selve arbejdsgruppen har en bredere kreds af repræsentanter for de øvrige GTS-

institutter bidraget til processen gennem deltagelse i et af arbejdsgruppemøderne samt i

den afsluttende SWOT-workshop (se deltagerliste i Bilag A).

GTS-Sekretariatet har varetaget den løbende kontakt til interessenter og har stået for

det indledende interessentmøde og den afsluttende interessenthøring. Desuden har GTS-

sekretariatet bidraget med sparring til analyseteamet.

19

Analyseteamet er fra Teknologisk Instituts Center for Analyse og Erhvervsfremme, som

har stor erfaring i scenarieudvikling, teknologiske kortlægninger, interviewundersøgelser,

proceshåndtering mv.

20

2. State-of-the-art

2.1. Hvad er avancerede materialer?

Hvad er et materiale?

Inden vi ser nærmere på, hvad avancerede materialer er, vil det være nyttigt at fastslå,

hvad et materiale som sådan er.

Helt overordnet har materialer normalt en teknisk anvendelse, og er normalt faste stof-

fer. Materialer kan inddeles i følgende hovedgrupper: Metaller, keramer (cement, beton,

glas, tegl osv.), polymermaterialer, kompositter, halvledere samt cellulosebaserede ma-

terialer som træ og mineralske materialer som f.eks. granitsten. Materialer kan endvide-

re opdeles efter deres hovedfunktion:

Konstruktionsmaterialer: Stål og andre metaller, beton, glas, træ, plast – kan for-

arbejdes til et emne eller en konstruktion.

Funktionelle materialer: F.eks. halvledere, nanomaterialer, magnetiske materialer,

piezoelektriske materialer, hukommelsesmaterialer, speciallegeringer, biokompa-

tible materialer, lavfriktionsoverflader – stoffer med egenskaber, der giver dem en

individualitet, efter hvilken de klassificeres.

Materialevidenskab og –teknologi er fagområdet for materialers fremstilling, karakterise-

ring, opbygning, egenskaber og forarbejdning.

Avancerede materialer

Der findes ikke nogen entydig definition eller afgrænsning af begrebet ”avancerede mate-

rialer”, og der er betydelige variationer i kategorisering og terminologi. Begrebet anven-

des typisk om materialer med nye eller væsentligt forstærkede egenskaber (Featherston

& O’Sullivan 2014). En lidt anden formulering er, at avancerede materialer er skrædder-

syede til at opfylde specifikke funktioner og/eller have forbedrede strukturelle egenska-

ber (Oxford Research 2012).

Den europæiske teknologiplatform for avancerede materialer EuMaT definerer i sin ”Stra-

tegic Research Agenda” avancerede materialer mere bredt som den næste generation af

materialer og produktionsmetoder, f.eks.:

Nye materialegrupper, f.eks. nanomaterialer, MMC (metal matrix composites),

multimaterialestrukturer, funktionelle materialer og smarte/aktive materialer.

Nye produktionsmetoder, f.eks. for multimaterialestrukturer, spraypåføring af

MMC, nye overfladebehandlingssammenføjninger og støbemetoder, pulvermetal-

lurgiske metoder og kompositmaterialer.

Hybridmaterialesystemer, f.eks. nyskabende brug af avancerede materialer sam-

men med traditionelle materialer i multimaterialestrukturer.4

Et andet begreb, som især anvendes inden for EU-Kommissionens område, og som i høj

grad overlapper med begrebet avancerede materialer, er Value Added Materials (VAM),

der er blevet defineret som nye materialer med avancerede egenskaber, som er skabt

4 EuMaT: Strategic Research Agenda, 2012

21

gennem teknologisk udvikling og videnintensiv produktion (Oxford Research 2012, p.

viii).

Avanceret anvendelse

Interview med danske videnmiljøer og med danske industrivirksomheder indikerer imid-

lertid et andet vigtigt perspektiv, nemlig at det ikke så meget handler om, at materialet i

sig selv er avanceret (eller nyt), men at det for mange virksomheder snarere handler om

avanceret anvendelse af måske allerede eksisterende materialer. Avanceret anvendelse

af materialer er f.eks., når:

Materialerne anvendes på nye måder,

Materialerne anvendes i nye sammenhænge

Bedre materialeforståelse fører til innovation, og/eller

Materialet i sig selv kræver et højt teknologisk niveau at håndtere.

Dette perspektiv er i praksis meget væsentligt for virksomhederne. Avanceret anvendelse

af kendte materialer (f.eks. stål eller den rette stållegering) kan have lige så stor økono-

misk betydning for virksomhederne som anvendelse af det, der normalt ville blive beteg-

net som avancerede materialer. Vi har derfor også medtaget denne dimension af ”avan-

cerede materialer” i denne analyse.

Kategorisering

Materialer kan kategoriseres på mange forskellige måder ud fra materialetyper (f.eks.

stål og andre metallegeringer, superlegeringer (super alloys), polymerer, kulstofmateria-

ler, keramer, kompositter, biomaterialer osv.), egenskaber (f.eks. elektrisk, optisk, mag-

netisk), skalaen der arbejdes indenfor (nano, mikro eller makro) eller anvendelsesområ-

der (f.eks. forskellige industrisektorer eller teknologiområder).5 Dette illustreres i Figur 1.

5 Se f.eks. Featherston & O’Sullivan 2014, Oxford Research 2012

22

Figur 1 Skematisk illustration af almindeligt brugte kategoriseringer af materialer

Kilde: Efter Featherston & O’Sullivan 2014, p. vii

Det store antal af og variationen i kategoriseringen af avancerede materialer betyder, at

enhver strategi eller “roadmap” må træffe nogle valg om, hvilke kategorier af avancerede

materialer, der skal adresseres. Typiske måder at strukturere indsatser i forhold til udvik-

ling og brug af avancerede materialer er at fokusere på udvalgte kategorier af avancere-

de materialer ud fra innovationsbehov på specifikke teknologiområder eller industrielle

værdikæder eller i forhold til udvalgte samfundsmæssige udfordringer (”grand challen-

ges”).

Set ud fra et industrielt anvendelsesperspektiv er en måde at opdele materialeområdet

på den, som anvendes af EuMaT (European Technology Platform for Advanced Enginee-

ring Materials and Technologies, www.eumat.eu). EuMaT baserer sin Strategic Research

Agenda på arbejdet i syv arbejdsgrupper:

1. Modelling and Multiscale

2. Materials for Energy (konventionel el-produktion, alternativ energi, energitrans-

mission og –lagring og energibesparelser)

3. Nanomaterials and Nanostructured Materials for Functional and Multifunctional

Applications (nanopartikler, nanotubes, nanowires, biomaterialer, coatings)

4. Knowledge-based structural and functional materials (metaller, kompositter,

polymerer, m.fl.)

5. Lifecycle, impacts, risks

6. Materials for Information and Communication Technologies

7. Biomaterials (materialer for sundhed, biobaserede produkter).

Opdelingen er interessant, og det blev overvejet i forbindelse med dette fremsyn at an-

vende en tilsvarende opdeling af materialeområdet. Opdelingen viste sig dog ikke at væ-

re hensigtsmæssig set i et dansk industrielt perspektiv og inden for den tidsramme, som

dette fremsyn dækker. Den er derfor blot medtaget her for at illustrere nogle af de cen-

trale forskningsområder inden for den aktuelle materialeforskning.

23

2.2. Internationale satsninger på avancerede materialer

2.2.1. EU

Avancerede materialer er af EU defineret som en af de seks ”Key Enabling Technologies”

– dvs. tværgående nøgleteknologier. Avancerede materialer ses som centrale drivkræfter

for innovation inden for et bredt spektrum af vigtige teknologier og industrisektorer.

Avancerede materialer er også essentielle i forhold til at imødegå de såkaldte ”grand cha-

llenges” – de store udfordringer, som alle udviklede økonomier står overfor – f.eks. på

områder som mobilitet, sundhed/aldring og energi.

I Europa gennemføres der tusindvis af forsknings- og innovationsprojekter gennem EU's

programmer: Horizon 2020 og dets forgænger FP7, COSME og dets forgænger Competi-

tiveness & Innovation programme (CIP), 3rd Health Programme, Coal & Steel og Consu-

mer programme.

I perioden 2007-2014 er der iværksat over 22.000 projekter alene under FP7, hvoraf

8.000 projekter er afsluttet med udgangen af 2014. 1.153 FP7-projekter vedrører avan-

cerede materialer. Projekterne om avancerede materialer har tilsammen kostet 5,5 milli-

arder euro og er støttet med EU-midler for knap 3,8 milliarder euro (se flere detaljer i

Bilag C).

Det tværgående aspekt af avancerede materialer ses tydeligt i Horizon2020, hvor der er

endnu større fokus på avancerede materialer, og mange dele af forskningsprogrammet

inddrager dette område. Hovedprogrammet er dog at finde under det såkaldte LEIT-

initiativ (Leadership in Enabling and Industrial Technologies), hvor NMPB6-programmet

(Nanotechnologies, Advanced Materials, Advanced Manufacturing and Processing, and

Biotechnology) dækker avancerede materialer.

Et vigtigt aspekt af Horizon2020 er desuden, at der i endnu højere grad end tidligere fo-

kuseres på, at en ikke ubetydelig del af forskningen skal være tæt på markedet. Det vil

sige, at der fokuseres på områder, hvor der kun mangler det sidste forskningsmæssige

”skub” for at nå resultater, der kan implementeres – herunder f.eks. demonstrationspro-

jekter og ”pilot lines”.

2.2.2. USA

Som de fleste andre industrinationer satser USA stort på avancerede materialer som et

centralt element i fremtidens industrielle teknologier, der skal skabe grundlaget for fast-

holdelse og udvikling af fremstillingsindustrien, jobskabelse og innovation. I dag kan det

tage 20 år eller mere for et nyt materiale at blive integreret i kommercielle produkter.

Men denne proces anses for at være for langsom i lyset af de mange udfordringer, som

avancerede materialer kan bidrage til at løse. USA’s Materials Genome Initiative (MGI)7

blev igangsat som en stor national satsning i 2011 med det formål at fordoble hastighe-

den og reducere omkostningerne til at opdage, udvikle og bringe nye avancerede materi-

aler til markedet.

6 NMPB-programmet var i FP7 kendt som NMP, men har nu fået tilføjet bioteknologi og dermed det sidste ”B”. I

arbejdsprogrammet og de enkelte ”calls” holdes bioteknologi dog adskilt fra NMP-området. 7 Afsnittet er baseret på National Science and Technology Council (2011) og Executive Office of the President

(2012)

24

MGI er en multiinstitutionel indsats, der skal virke som en katalysator for nye politikker,

ressourcer og infrastruktur, som skal støtte amerikanske forskningsinstitutioner og virk-

somheder i at få nye materialer hurtigere på markedet. Allerede i 2012 blev der igangsat

ni føderale programmer i Department of Energy, Department of Defense, National Insti-

tute of Standards and Technology og National Science Foundation til støtte for MGI.

Samtidig gik en lang række universiteter og virksomheder ind med indsatser til støtte for

implementeringen af MGI på tre hovedområder:

Udvikling af en ny ”materialeinnovationsinfrastruktur” inden for ”computation”

(databehandling, modellering, simulering osv.), forsøg/eksperimenter, digitale da-

ta og netværkssamarbejde

Forskning i en række højt prioriterede materialeproblemer af national betydning

Opbygning af et fællesskab (community), der lægger vægt på uddannelse af ar-

bejdsstyrken og en kollaborativ tilgang til udvikling af avancerede materialer.

Samtidig bygges der på den viden og ekspertise, der er til stede i en række ”national

labs” og i andre forskningsinstitutioner –private såvel som offentlige.

Omdrejningspunktet i den amerikanske indsats er udnyttelsen af digitale teknologier til

hurtigere databehandling, simulering, modellering osv. kombineret med samarbejde og

deling af viden på tværs af institutioner og virksomheder med det overordnede formål at

øge hastigheden på udviklingsprocessen for avancerede materialer. Der er således tale

om en koordineret national indsats eller ”platform” og en meget betydelig investering af

både offentlige og private midler i initiativet.

2.2.3. Kina

Kina har planøkonomi, og for perioden 2011-2015 er der lavet en udviklingsplan (Deve-

lopment Plan of National Strategic Emerging Industries during the 12th Five-Year-Plan

Period (2011-2015).8 Det kinesiske statsråd har arbejdet med dette siden 2010, og pla-

nen har forventninger om vækstrater på 20 procent for nye industrier og om, at ”strate-

gic emerging industries” allerede nu i 2015 skal udgøre 8 procent af BNP. Det er en stor

udfordring, eftersom Kina skal balancere mellem at investere i nye industrier og teknolo-

gier, samtidig med at energiforbrug og miljøbelastninger skal under kontrol. Morgan

Stanley peger på, at den 12. femårs plan er et markant nybrud i Kina, hvor fokus skifter

fra at skabe vækst gennem eksport og investeringer til nu at trække mere på et nyt in-

ternt marked bestående af 1,3 milliarder forbrugere, som hele tiden bliver rigere.

Udviklingen i ”strategic emerging industries” spiller en vigtig rolle for Kina for både op-

gradering af den industrielle struktur og til at møde de store ressource- og miljøudfor-

dringer. Den stigende interesse er afspejlet i patentudviklingen (se bilag D og E), hvor

Kinas teknologiske oprustning er helt tydelig. Den teknologiske oprustning er et stærkt

kinesisk forsvar til at beholde den teknologiske udvikling og de arbejdspladser, der alle-

rede er trukket til Kina.

8http://erawatch.jrc.ec.europa.eu/erawatch/opencms/system/modules/com.everis.erawatch.template/pages/ex

portTypesToHtml.jsp?contentid=18862378-715c-11e2-9fa4-3b1a37daf5b5&country=China&option=PDF. Afsnit-

tet bygger på dette notat fra JRC. Kildedokumenterne er på kinesisk. Se desuden Morgan Stanley briefing

http://www.law.yale.edu/documents/pdf/cbl/China_12th_Five_Year_Plan.pdf samt Danish Technological Insti-

tute et al.: Study on the international market distortion in the area of KETs: A case analysis, European Com-

mission, DG Enterprise and Industry, 2013

25

I udviklingsplanen har Kina udpeget syv nøgleområder, og område nummer fem er ”New

Materials Industry”, som indeholder tre punkter: New functional materials, advanced

structural materials og high-performance composite materials. Der er forskningsfokus på

både materialer og nanoteknologi. Planen betyder, at man må forvente, at den teknologi-

ske udviklingsaktivitet, der er set hos både kinesiske universiteter og virksomheder, vil

blive fastholdt eller øget i de kommende år.

For Kina er det et afgørende spring op ad værdikæden, og forskningen og udviklingen

underbygges af en forøgelse af R&D-udgifterne fra 1,7 procent af BNP i 2011 til 2,2 pro-

cent af BNP frem mod 2015. R&D kan ikke stå alene, så der investeres i videnbaseret

fremstilling, uddannelsesreformer og andre investeringer i human kapital. Kina får flere

faguddannede, flere specialister, flere ingeniører og flere videnskabsfolk, ligesom landet

er på vej til at forlade den lavteknologiske, arbejdskraftintensive industri, som har skabt

fundamentet, og rykker med hurtige skridt op til højværdi- og højteknologisk produktion.

“Nature Publishing Index 2012, China”9 identificerer Chinese Academy of Sciences (CAS)

som den væsentligste institution inden for F&U af materialer. Fokus på avancerede mate-

rialer findes bl.a. på en række State Key Laboratories lokaliseret på såvel CAS-institutter

som førende universiteter. Chinese Academy of Sciences har udgivet “Advanced Materials

Science & Technology in China: A Roadmap to 2050” som et af 18 strategiske fremsyn på

forsknings- og teknologiområdet.10 Den peger på nanomaterialer og materialer for infor-

mationsteknologi, bioteknologi og energiteknologier som indsatsområder. Rapporten an-

ser kontrol med og forståelse for livscyklusomkostninger for materialer og produkter som

særlig vigtige i moderniseringen af Kina og peger på behov for: (1) Realisering af præcis

proceskontrol og design gennem forståelse af forholdet mellem struktur og ydeevne og

præcise prognoser for materialers ydeevne; (2) Effektiv genanvendelse af materiale; (3)

Integration af struktur og funktion i materialer; (4) Analyse og afprøvningsteknik til ma-

terialer.

Vi vurderer, at det for danske virksomheder både er gode og dårlige nyheder. Det er go-

de nyheder, fordi kineserne vil bidrage med innovativ teknologi og materialer, som dan-

ske virksomheder kan udnytte. Det er dårlige nyheder, fordi state-of-the-art-viden om

nøgleteknologier trækker mod øst, og fordi de eksportkunder, som danske virksomheder

har, også i stigende grad vil orientere sig mod Kina. Danske B2B-virksomheder er ofte

underleverandørvirksomheder, og vejen til de kunder, som sætter standarden, bliver

længere. Det er en udfordring, hvor både universiteter og GTS’er kan spille en rolle i at

følge udviklingen og være brobyggere. Det bliver vigtigere at have gode kinesiske kon-

takter, ligesom der er gode kontakter til videnmiljøer i USA.

9 http://www.natureasia.com/en/publishing-index/pdf/NPI2012_China.pdf 10 Advanced Materials Science & Technology in China: A Roadmap to 2050, Editors: Ke Lu, Lidong Chen, Tianbai

He, Qing Yan, Springer Link, 2010, ISBN: 978-3-642-05317-7 (Print) 978-3-642-05318-4 (Online)

26

2.3. Tre udvalgte områder

Som ovenstående illustrerer, er avancerede materialer et meget stort og komplekst om-

råde. Som udgangspunkt for denne analyse blev der udvalgt tre underområder. Disse tre

områder blev valgt med henblik på at dække eksempler indenfor de nyeste ”supermate-

rialer” (unikke materialer); avancerede materialer til fremstillingsindustrien (manufactu-

ring materials); og en bredt anvendt materialeteknologi (overfladebelægning), hvor

egenskaber kan skræddersyes til anvendelsen (funktionsoptimerede overflader).

De tre områder har forskellige tidsperspektiver for deres anvendelse nemlig på lang sigt,

på vej i anvendelse, og bruges allerede af virksomheder med avancerede produkter.

Selv om valget af disse områder udgjorde en indsnævring af det meget brede materiale-

område, viste disse sig at være komplekse og ikke i alle tilfælde de områder, som væk-

ker mest genklang hos danske industrivirksomheder.

2.3.1. Unikke materialer

Den materialeteknologiske forskning frembringer til stadighed nye og banebrydende ma-

terialer, som potentielt har store industrielle muligheder. For nogle materialer er der

trods lovende udsigter lang vej til egentlig industriel udnyttelse – og for andre er der kor-

tere vej.

Et eksempel på et unikt materiale er kulstof-nanorør (carbon nanotubes), som er om-

talt i tekstboksen herunder. Et andet unikt materiale, som der er store forventninger til,

er grafen. Grafen er et ét-atomigt carbonlag, som er transparent, elektrisk ledende,

varmeledende og 200 gange stærkere end stål. Grafen er en todimensionel version af

Buckminsterfulleren eller 'Buckyballs' og kulstof-nanorør. Mekanisk og elektrisk er grafen

bemærkelsesværdig samtidig med, at det er den bedst kendte varmeleder, hvilket til-

sammen gør, at grafen ses som havende store potentialer i computerindustrien. Den

mindste transistor er blevet fremstillet af grafen. I et (dansk) industrielt perspektiv har

grafen dog næppe de helt store potentialer inden for de nærmeste år.

Andre unikke materialer omfatter f.eks. hybride materialer af metal, plast, bio og kera-

mikker, hvor kombinationen af forskellige materialer med nye designs og fremstillings-

teknikker giver mulighed for fremstilling af unikke produkter med en særlig konkurrence-

fordel, fordi skræddersyede materialer letter IPR-beskyttelse og vanskeliggør kopiering.

Et eksempel på et ret nyt hybridmateriale er hybridpolymerer, der består af en organisk

og uorganisk del bundet sammen på molekylært niveau. Hybridpolymerer kan have for-

bedrede egenskaber i forhold til f.eks. varmebestandighed, modstandsdygtighed over for

kemikalier og UV-stråling m.m. Denne type materiale er dog stadig på forsknings- og

udviklingsstadiet. Avancerede metalpolymerhybrider har også en 10-15 års forskningsho-

risont.

27

Tekstboks 2.1: Tech mining – kulstof-nanorør (carbon nanotubes)

Kulstof-nanorør – på engelsk carbon nanotubes – er et stærkt materiale, som kan anvendes til f.eks. at lede elektrisk strøm.11 Rørene kan fremstilles helt ned til 0,4 nanometer. Kulstof-

nanorør har været kendt i snart 25 år og blev opdaget i 1991 af den japanske fysiker Sumio Iijima. Materialet er langt stærkere end f.eks. stål og kevlarfibre, mere fleksibelt og ledende. Det er forventningen, at anvendelsen af kulstof-nanorør vil give nye muligheder i industrien.

Teknologisk Institut har anvendt internationale databaser for at få et overblik over omfanget af F&U på dette område. Siden 1991 har aktiviteten været stærkt stigende, og der er ikke udsigt

til, at den falder foreløbig. I runde tal er der skrevet op mod 85.000 videnskabelige artikler og taget 15-20.000 patenter alt efter tællingsmetoden. De førende nationer er Kina – og dernæst

USA, Japan og i mindre omfang Tyskland, Frankrig og UK. Den kinesiske udvikling er enorm, og meget tyder på, at Kina i meget højt tempo satser på at skifte fra produktioner med billig arbejdskraft til højteknologisk produktion. Danmark fylder ikke meget i den videnskabelige

produktion og i patentstrømmen, men de enormt mange nye muligheder betyder, at danske virksomheder opmærksomt må følge konkurrenters anvendelse af nye materialer og selv aktivt må opsøge og udnytte mulighederne i de nye materialer i innovationsarbejdet. En detaljeret

gennemgang af resultaterne af tech-mining-analysen er vedlagt som Bilag D til denne rapport.

Generelt er de nye unikke materialer på et tidligt udviklingsstadie og uden de store

kommercielle potentialer for dansk industri på kort sigt. Der er ikke i dette fremsyn iden-

tificeret virksomheder, der arbejder aktivt med nye unikke materialer eller forventer at

komme til det inden for de nærmeste år. På lidt længere sigt vil nye unikke materialer

kræve anvendelse/udvikling af nye materialespecifikke karakteriseringsmetoder og vil i

mange tilfælde kræve adgang til og samarbejde omkring avanceret state-of-the-art ka-

rakteriseringsudstyr og en udvikling af sådanne løsninger til produktionskontrol.

2.3.2. Funktionsoptimerede overflader

Teknologien handler om at ændre overfladekarakteristika på basismaterialer ved at på-

lægge et nyt overfladelag således, at overfladen får helt nye egenskaber – f.eks. kataly-

tiske, slidstærke, optimerede barriereegenskaber, visuelle egenskaber (f.eks. farve, re-

fleksion, absorption m.m.), optimerede friktionsegenskaber, designede egenskaber over

for vekselvirkningen med celler, herunder tissue engineering, optiske og dekorative

egenskaber, brand- og korrosionsbestandighed, non-stick-egenskaber m.m.

Det giver både mulighed for at tilføre eksisterende materialer og produkter nye egenska-

ber, men også at substituere basismaterialer med billigere, lettere, stærkere, nemmere

producerbare eller mere miljøvenlige materialer. Avanceret overfladebehandling bruges i

et meget bredt spektrum af industriens brancher. Overflader er ikke kun en ”eftertanke”,

men kan i mange tilfælde give et produkt eller element egenskaber, som kan skabe helt

ny funktionalitet, nye anvendelsesmuligheder og ikke mindst nye markedsmuligheder

(SEAC SIG 2014).

Skræddersyede overflader er et forskningsfelt, som er i rivende udvikling, og som er tæt

knyttet til de øvrige typer af innovative løsninger på materialeområdet. Derfor er der et

stort overlap mellem dette område og andre materialeområder – ikke mindst nanomate-

rialer. Nogle eksempler på funktionsoptimerede overflader, som er relevante for dansk

industri, er følgende:

11 http://www.understandingnano.com/nanotubes-carbon.html

28

Overflader til medicosegmentet, især antibakterielle overflader er et område, der

nævnes af flere af de interviewede casevirksomheder som en meget interessant applika-

tion med stort potentiale. Udfordringerne ved at indføre antibakterielle og antimikrobielle

overflader på produkterne består især i, at der mangler konsekvensanalyser, systematik-

ker for validering af virkning samt procesvalideringer (DTU og DI 2012). I medicoseg-

mentet er der på mange områder høje krav til dokumentation og myndighedsgodkendel-

se af materialerne, hvorfor ovenstående udfordringer må løses, før en bredere kommer-

cialisering af det store potentiale kan finde sted.

Andre eksempler er:

Overfladecoatings, der tillader substitution af basismaterialet, og som muliggør

sammenføjning af forskellige basismaterialer

Lavfriktionsbelægninger med forøget hårdhed og temperaturstabilitet

Keramiske materialer, der er både hårde, korrosionsbestandige og slidstærke, til

f.eks. fødevareindustrien og produktionsindustrien

Diffusionsbaserede overflader, som er slid- og korrosionsbestandige, og som ikke

lider under de sædvanlige problemer med belægninger (afskalning), da de er in-

tegreret i substratet

Korrosions-modstandsdygtige letmetaloverflader til substitution af coatet stål.

Tekstboks 2.2: Tech mining - Diamond-Like Carbon

Diamond-Like Carbon (DLC) er betegnelsen for en hård og glat kulstofoverflade – en slags mel-lemting mellem grafit og diamant. DLC kan bruges til overflader på andre materialer, som kan

have gavn af DLC’ens egenskaber såsom hårdhed, slidstyrke og nedsat friktion. Det er et mate-riale, der er store forventninger til. I 2006 estimerede EU-Kommissionen, at markedet havde en

værdi på 30 millioner euro. En søgning på Diamond-Like carbon12 i web of knowledge finder omkring 7.500 videnskabelige artikler. Førende i antal patenter om DLC hos enkelte aktører er det kinesiske videnskabelige akademi. Akademiet har skabt hundreder af kommercielle

virksomheder, hvoraf Lenovo er en af de mest kendte virksomheder.

Indtil årtusindskiftet var der releativt få patenter. Men antallet var stigende, og det fortsatte til midten af 00’erne, hvorefter antallet har ligget omkring 400 – 450 patenter per år. Tendensen til en lidt lavere aktivitet på patentering af DLC-teknologier skyldes især faldet i Japan, for

aktiviteten er stigende i andre områder end Japan. Selvom aktiviteten er faldet betydeligt, er Japan fortsat i front. Interessen i USA har været langt lavere, men har dog været stigende siden 2005. Især Kina har taget et hurtig løb i patenteringen på DLC siden 2005. Kina kan være

kandidat til at tage føringen på dette område i løbet af kort tid.

En detaljeret gennemgang af resultaterne af techmining-analysen er vedlagt som Bilag E til denne rapport.

2.3.3. Manufacturing materials

Manufacturing materials dækker over nye processer, hvor dele af materialernes struk-

tur og egenskaber dannes som en integreret del af produktfremstillingen. Vi har taget

udgangspunkt i tre processer, som på nuværende tidspunkt forventes at få betydning for

dansk industri i et 3-5-8 års perspektiv. GTS-institutterne peger her på f.eks. Additiv Ma-

12 ALL=("Diamond-like carbon" OR "Diamond like carbon" OR (DLC AND CARBON)) AND (TF>=(1994) AND

TF<=(2014));

29

nufacturing og andre innovative processeringsmetoder, hvor metaller og polymerer kan

ændre porøsitet, egenfrekvens og andre egenskaber under fremstillingen; nanokomposit-

ter, hvor egenskaberne opnås, eller syntesen af nanopartikler sker under f.eks. ekstrude-

ring af det færdige produkt; nanopartikler, hvor fremstillingsprocessen er afgørende for

deres funktion som f.eks. katalytiske acceleratorer, der kan fremstilles i tonsmængder.

Alle tre områder kræver avancerede metoder til ”in-line” og ”post-produktion” kvalitets-

kontrol.

Additiv manufacturing omfatter en lang række teknikker til at opbygge elementer ved

at tilsætte materiale i lag (f.eks. metaller, plastic og kompositmaterialer) ved brug af

digitale 3D-designdata. Teknologien er indtil nu især blevet brugt til “Rapid Prototyping”,

hvor illustrative og funktionelle prototyper hurtigt kan fremstilles, men anvendes i sti-

gende grad til serieproduktion. Teknologien tillader en designdrevet fremstillingsproces,

stor designfrihed i forhold til komplekse strukturer, som samtidig er lette og stabile,

fremstilling af små serier til en rimelig omkostning og en høj grad af ”customization” selv

i serieproduktion.13 Der er store forventninger til, at forbedrede versioner af teknologien

kan anvendes i større skala i fremtidens avancerede produktionsteknologier (se også

afsnit 3.3), men dette kræver blandt andet udvikling af bedre materialer og processer.

Nanopartikler defineres som stoffer, der fremstilles med henblik på at opnå specifikke

egenskaber og en dimension, der typisk ligger på 1-100 nanometer (nm). Nanokompo-

sitter består af en matrix, hvor nanopartikler er tilsat – ligeledes med henblik på at opnå

specifikke egenskaber. Nanomaterialers opførsel og egenskaber kan være betydeligt an-

derledes i forhold til samme stof på mikroskala med forstærkede elektriske, optiske,

magnetiske og kemiske egenskaber. De fleste nanomaterialer findes i forskellige størrel-

ser, former og som overfladebehandlinger (coatings). Anvendelsen af nanomaterialer

forventes at vokse voldsomt inden for de kommende 10 år med en produktion, der for-

ventes 3-4 doblet i perioden 2010-2022.14

De primære markeder for nanopartikler er i maling og coatings, medico-/farmaceutisk

industri, elektronik samt kosmetik og kompositter. Der er i de senere år udviklet et stort

antal nye nanomaterialer (herunder også nanokompositter), og på kort sigt – inden for

de næste 2-5 år – er den primære udfordring at få tilpasset nanomaterialernes egenska-

ber under fremstilling, og ikke mindst at udvikle produktionsteknikker med lavere om-

kostninger med henblik på industriel anvendelse i større skala – herunder integration

med eksisterende produktionsteknologi.15

13 http://www.eos.info/additive_manufacturing/for_technology_interested 14 Future Markets Inc. 2014. 15 EuMAT 2012, p. 65-66

30

3. Trends

I dette kapitel beskrives kort en række af de væsentligste udviklingstendenser – trends –

som vil få stor betydning for udvikling og anvendelse af avancerede materialer i de

kommende år.

3.1. Miljø, klima og bæredygtighed

Miljø, klima og bæredygtighed vil være en af de væsentligste drivkræfter på en lang

række områder. Under denne brede overskrift er centrale temaer blandt andet:

Energi

Cirkulær økonomi

Biobaserede materialer

Miljølovgivning – REACH.

I dette afsnit gennemgås nogle af de væsentligste – meget forskelligartede - aspekter.

3.1.1. Energi

Udfordringerne på dette område er især knyttet til problemer som høje energipriser og

klimapåvirkninger fra energiproduktion. Fokus er derfor på områder som energieffektivi-

tet, vedvarende/alternativ energi og energilagring.

Nye materialer og overfladebehandlinger er helt centrale i en række af de teknologier,

der skal forbedre produktionen, reducere miljøpåvirkningerne fra energiproduktion og

øge energieffektiviteten. Materialeteknologier er relevante i et meget bredt anvendelses-

spektrum – eksempelvis materialer og overfladebehandlinger til mere effektive vindmøl-

levinger, mere energieffektive byggematerialer, forbedrede batterier til energilagring (se

f.eks. Haldor Topsøe-casen i Tekstboks 4.2) samt meget andet. Det amerikanske Materi-

als Genome Initiative fokuserer f.eks. på udvikling af nye letvægtsmaterialer, der kan

reducere brændstofbehovet i transportsektoren, og udvikling af batterimaterialer, der

kan forbedre rækkevidden af transportmidler, der drives af alternative energiformer som

el eller brændselsceller.

3.1.2. Genbrug, ressourceoptimering og cirkulær økonomi

Genbrug af materialer og ressourcer i produktion af nye produkter vinder stadig større

indpas under overskrifter som "cradle to cradle" og cirkulær økonomi. I stedet for at de-

ponere eller afbrænde affald udvindes materialer her som andre råvarer, der på ny kan

indgå i produktionen af samme typer produkter eller andre typer af produkter. BRIK-

landenes øgede økonomiske aktivitet og de industrialiserede landes fortsatte ønske om

økonomisk vækst øger efterspørgslen efter råvarer og materialer, og der kan opstå man-

gelsituationer. Det har medført en øget økonomisk, politisk og forskningsmæssige inte-

resse i at identificere nye avancerede materialer, som funktionelt, miljømæssigt og øko-

nomisk kan substituere de materialer, der anvendes i dag (jf. også afsnittet nedenfor om

substitution af materialer).

31

3.1.3. Biobaserede materialer

Biobaserede materialer er materialer fremstillet af levende organismer som f.eks. land-

brugsprodukter, træ eller alger. Strengt taget kan begrebet derfor også anvendes om

traditionelle materialer som træ eller læder, men det anvendes typisk om moderne mate-

rialer, som er fremstillet med anvendelse af mere omfattende processer. Blandt disse er

f.eks. biopolymerer, som kan erstatte traditionel (oliebaseret) plastik, og som ofte er

biologisk nedbrydelige. Biopolymerer eksisterer naturligt som f.eks. cellulose, stivelse

eller proteiner. Potentialet for at anvende disse materialer til at lave syntetiske polymerer

blev opdaget allerede tidligt i det 20. århundrede, men det er først i de senere år, at ud-

viklingen har gjort biopolymerer til et reelt alternativ i mange kommercielle anvendelser.

3.1.4. REACH

REACH er EU’s kemikalielovgivning og regulerer fremstilling og anvendelse af kemikalier i

hele EU. REACH trådte i kraft i 2007. Det stiller krav om, at virksomheder skal registrere

kemikalier og fastsætter begrænsninger for og forbud mod kemikalier. REACH er blevet

beskrevet som verdens strengeste regulering af kemikalier.16 REACH omfatter alle kemi-

kalier, der produceres, importeres eller anvendes i en mængde på minimum 1 ton årligt

af en virksomhed i et EU-medlemsland.

Ud over at REACH-lovgivningen pålægger virksomheder, der producerer eller anvender

kemikalier, en forpligtelse til at registrere disse, er et væsentligt aspekt listen over ”sub-

stances of very high concern”, dvs. kemiske stoffer, der anses for at udgøre en særlig

fare for forbrugernes sundhed. For disse stoffer er det sandsynligt, at der fremover vil

komme særlige restriktioner eller deciderede krav om udfasning. Et eksempel er hexava-

lent krom, der bl.a. anvendes til korrosionshæmmende overfladebehandlinger og som

pigment i farver, maling, blæk og plastic.17 Udfasning eller begrænsning af disse farlige

stoffer vil skabe et væsentligt behov for erstatning med andre materialer, der er mindre

farlige, og udgør dermed både en udfordring for og et incitament til at udvikle nye mate-

rialer og overfladebehandlinger.

REACH nævnes af flere af casevirksomhederne som en rammebetingelse, der i væsentlig

grad påvirker arbejdet med avancerede materialer nu og fremover, og flere virksomhe-

der gør i den sammenhæng også opmærksom på behovet for assistance og ekstern råd-

givning om især REACH-registreringsprocessen.

REACH og nanomaterialer

Nanomaterialer reguleres af REACH og CLP-forordningen18, fordi de falder under definiti-

onen af et ”kemisk stof”. De generelle forpligtelser i REACH og CLP omfatter derfor na-

nomaterialer på lige fod med andre kemiske stoffer, men der er ikke specifikke bestem-

melser om nanomaterialer.19

16 http://www.plast.dk/Fakta/Plast-og-kemi/Hvad-er-REACH/ 17 Impact of REACH Regulation on the Global Finishing Market, 2013, http://www.pfonline.com/articles/impact-

of-reach-regulation-on-the-global-finishing-market 18 CLP står for "Classification, Labelling and Packaging", og er det nye Europæiske klassificeringssystem for

stoffer og blandinger. 19 http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/chemicals/reach/nanomaterials/index_en.htm#h2-2

32

Der er udbredt enighed om, at reguleringen af nanomaterialer under REACH ikke er op-

timal. Der er ikke klarhed omkring informationskravene for nanomaterialer under REACH,

og konsekvensen er, at der ikke er tilstrækkelig information om nanomaterialerne. Det er

forventningen, at der fremover vil blive udviklet nye bestemmelser i REACH-

lovgivningen, der går specifikt på nanomaterialer.20

3.2. Substitution af sjældne og dyre materialer

Der er øget fokus på sjældne og dyre materialer og mulighederne for at substituere disse

med andre materialer med de samme egenskaber – evt. i form af avancerede overflader

på billigere bulkmaterialer. EU har med sit ”Raw Materials Initiative” i flere år arbejdet

med politikker for de såkaldte ”critical raw materials”. Kritiske råmaterialer er her define-

ret som materialer med høj økonomisk betydning for EU kombineret med høj forsynings-

risiko, typisk fordi materialet er sjældent og/eller forsyningerne domineret af et eller få

lande (eksempelvis sjældne jordarter fra Kina). Fra en liste på 54 materialer blev 20 sær-

ligt kritiske udvalgt herunder bl.a. krom, kobolt og magnesium21. USA har tilsvarende

fokus på kritiske materialer og her nævnes blandt andet platin og tellurium samt diverse

sjældne jordarter.22 Også materialer, som ikke i sig selv er sjældne, men blot dyre – som

f.eks. guld – er kandidater for substitution med andre, billigere og lettere tilgængelige

materialer.

Ønsket om øget forsyningssikkerhed og lavere omkostninger vil fortsat være en høj prio-

ritet i udvikling og anvendelse af materialer (herunder nye overfladebehandlinger) i de

kommende år.

3.3. Advanced manufacturing og mass customization

For industriel produktion er en “megatrend” overgangen fra traditionel industriproduktion

til produktion baseret på avancerede teknologier, også kaldet advanced manufacturing.

Denne udvikling er en naturlig effekt af den igangværende teknologiske udvikling og ses

som et essentielt redskab til at kunne opretholde industriel produktion i Europa (og andre

højtlønsområder) på længere sigt. EU har derfor identificeret advanced manufacturing

som en tværgående ”Key Enabling Technology” for Europa, og det ses i tæt sammen-

hæng med avancerede materialer som en anden af nøgleteknologierne (European Com-

mission 2012). Der satses stort i EU's forskningsprogrammer på de såkaldte ”Factories of

the Future” (European Commission 2014), hvori udnyttelsen af nye materialer med for-

bedrede egenskaber indgår som en væsentlig faktor.

De vigtigste faktorer i overgangen til ”fremtidens fabrikker” er 1) udbredelsen af digitale

teknologier, 2) øget anvendelse af modellering og simulering i udviklings- og fremstil-

lingsprocesser, 3) hurtigere innovation i globale værdikæder, 4) en udvikling hen mod

hurtig omstilling af produktionsapparatet som reaktion på forbrugerbehov og eksterne

påvirkninger, og 5) større udbredelse af bæredygtig industriel produktion, ikke mindst

cirkulær økonomi (genanvendelse, genforarbejdning, fremstilling af produkter på en må-

de, så de let kan skilles ad og de enkelte dele genanvendes, osv.). Udviklingen går såle-

des mod en fremstillingsindustri med tættere integration mellem F&U og produktion, 20 Matrix Insight Ltd: A Study to support the Impact Assessment of relevant regulatory options for nanomateri-

als in the framework of REACH, 2014 21 http://ec.europa.eu/enterprise/policies/raw-materials/critical/index_en.htm 22 National Science and Technology Council, 2011.

33

”mass customization23”, øget automatisering og digitalisering, udstrakt brug af avancere-

de materialer, og fokus på miljø uden at øge omkostninger eller skære ned på ydelse og

kvalitet (Shipp 2012, Foresight 2013).

De meget avancerede ”fremtidens fabrikker” ligger nok ud over tidsperspektivet for dette

fremsyn, men udviklingen er allerede i gang. F.eks. er additiv manufacturing allerede ved

at slå igennem både hos private forbrugere (som 3D-printere) og i fremstillingsindustri-

en. Som tidligere nævnt kræver anvendelse af additiv manufacturing i større skala sty-

ring af materialet og optimering af materiale- og produktegenskaber. Også på andre om-

råder vil avancerede materialer med forbedrede egenskaber kunne skabe gennemgriben-

de ændringer i produkter og fremstillingsprocesser – på noget længere sigt f.eks. i form

af self-assembly og biologisk inspirererede designs.

3.4. Globalisering

Globalisering har været en ”trend” i årtier, og effekterne heraf i form af stigende interna-

tional konkurrence og udflagning af produktion til lavtlønslande er velkendte. Globalise-

ringen er dog ved at ændre karakter, i og med at lande uden for Europa og USA – ikke

mindst i Asien – er ved at blive konkurrencedygtige også på videnområdet. Det gælder

ikke kun forskning, men også videntung produktion, som i stigende grad flytter fra Ve-

sten til Østen. Som vi så i det foregående kapitel, investerer f.eks. Kina voldsomt i forsk-

ning (og uddannelse) både på materialeområdet og på andre centrale teknologiske om-

råder. Det samme gælder andre lande som Indien og især Sydkorea. Opkvalificeringen

på dette område, særligt i Asien, gør bl.a., at europæiske og amerikanske firmaer ikke

længere kun investerer i produktionsfaciliteter i disse lande, men i stigende grad også i

R&D-faciliteter og i R&D-samarbejde.24

På materialeområdet er der især to effekter af denne udvikling, som forventes at gøre sig

endnu stærkere gældende i de kommende år, end de allerede gør i dag:

Virksomheder ”importerer” viden fra udlandet: Den generelle internationali-

sering betyder, at det i stigende grad bliver almindeligt for danske virksomheder

at købe eller producere viden i udlandet. Enten via samarbejde med udenlandske

videninstitutioner og virksomheder eller via egne udenlandske forsknings- og ud-

viklingsfaciliteter. Mange virksomheder rekrutterer desuden videnmedarbejdere

fra udlandet. Dels for at kompensere på de områder, hvor der ikke er tilstrække-

ligt med kvalificerede danske kandidater, dels som et led i den generelle internati-

onalisering af virksomhederne. Det gælder naturligt især de større virksomheder

(et eksempel blandt mange er Haldor Topsøe), mens mindre virksomheder stadig

fortrinsvis henter viden på nationalt niveau.

Øget international konkurrence på højteknologiske områder: Danske høj-

teknologiske virksomheder skal ikke længere hovedsageligt konkurrere med andre

vestlige virksomheder, men i stigende grad også med konkurrenter fra især asia-

23 Mass customization kan tage mange former, fra individuelt producerede produkter, til forskellige former for

småserieproduktion, produkter kunden selv kan tilpasse, osv. En definition: “Production of personalized or cus-

tom-tailored goods or services to meet consumers' diverse and changing needs at near massproduction prices.

Enabled by technologies such as computerization, internet, product modularization, and lean production, it

portends the ultimate stage in market segmentation where every customer can have exactly what he or she

wants.” http://www.businessdictionary.com/definition/mass-customization.html#ixzz3O954DKS5 24 Se f.eks. Idea Consult, Danish Technological Institute og WIIW: Study on the relationship between the locali-

sation of production, R&D and innovation activities, European Commission, DG Enterprise and Industry (2014)

34

tiske lande, som ikke kun er konkurrencedygtige på pris men også på teknologi-

indhold. Kopisikring, patentering og anden juridisk beskyttelse er en naturlig del

af den internationale konkurrence, men først og fremmest er det centralt for dan-

ske virksomheder konstant at holde sig på den teknologiske forkant for at være

konkurrencedygtige.

35

4. Danske virksomheders erfaringer og forventede behov

I dette kapitel præsenterer vi danske industrivirksomheders erfaringer med avancerede

materialer og deres forventninger til fremtidige viden- og servicebehov i den forbindelse.

Analysen er primært baseret på de gennemførte caseinterview med virksomheder og

Delphi-surveyen suppleret med interview med videnpersoner (universiteter).

I det følgende afsnit gennemgås kort virksomhedernes overordnede holdninger til arbej-

det med avancerede materialer, som de fremgår af Delphi-surveyen. Herefter ser vi

nærmere på to typer af virksomheder: Virksomheder, der selv udvikler og producerer

avancerede materialer, og virksomheder, der anvender avancerede materialer (eller an-

vender materialer avanceret) i deres produktion baseret på caseinterview og interview

med videnpersoner.

Overordnet har det været svært at få virksomhederne til at forholde sig konkret til deres

behov i de kommende år – ud over helt generelle udfordringer, som allerede kan mær-

kes.

4.1. Virksomhedernes holdning til avancerede materialer (Delphi

- Interview med 100 direktører)

En stikprøve af direktører for danske virksomheder har taget stilling til en række udsagn,

som er udledt af interview med virksomheder og universiteter. Stikprøven blev taget

blandt fremstillingsvirksomheder med mindst 50 ansatte og andre private virksomheder

med mindst 250 ansatte.

4.1.1. Materialer hører til i fremstillingsindustrien

Der blev skabt kontakt til 309 virksomheder, og 77 af dem fandt emnet ”avancerede ma-

terialer” relevant for deres virksomhed. Blandt disse var der stort set ingen uden for

fremstillingsindustrien. Selvom grossistvirksomheder, byggebranchen eller detailhandlen

med mellemrum kunne have udbytte af at få f.eks. testet eller karakteriseret materialer i

de produkter, de sælger, så afslører denne stikprøve ikke en stor interesse for avancere-

de materialer uden for fremstillingsindustrien. Der var dog to bygge- og anlægsvirksom-

heder, fire handelsvirksomheder og én forsknings- og udviklingsvirksomhed, som fandt

emnet relevant.

I fremstillingsindustrien var der kontakt til 102 virksomheder. Her svarede 70 procent af

virksomhederne, at materialer var et relevant emne. Det betyder, at materialer i højeste

grad også er et relevant emne for rådgivning til danske fremstillingsvirksomheder.

Hver fjerde fremstillingsvirksomhed udvikler materialer til eget brug og/eller sælger til

andre virksomheder. Knap halvdelen udvikler ikke materialer og sælger ikke materialer

(eller svarer ”ved ikke” på begge spørgsmål). I det følgende har vi opdelt virksomheder-

ne i de, som selv udvikler eller sælger materialer, og de, som ikke gør.

36

Figur 2: Fordeling af fremstillingsvirksomheders interesse for materialer

Kilde: Beregninger af Teknologisk Institut, 2014. N=102

4.1.2. 19 udsagn om virksomhedens brug af materialer

Svarene fra de 70 virksomheder er opgjort i Figur 3, hvor de er omregnet til en skala,

hvor 100 er helt enig, og 0 er helt uenig. Virksomhederne er ret enige om, at viden om

materialer er afgørende for deres muligheder for vækst, og de arbejder målrettet på at

anvende materialer med forbedrede egenskaber. Der er også nogenlunde enighed om at

forsøge at anvende mere avancerede materialer end konkurrenterne, og at virksomheden

kan dokumentere egenskaberne ved de materialer, de anvender. Antallet af tilgængelige

materialer med nye og forbedrede egenskaber vil stige i årene fremover, og virksomhe-

derne kan forventes at skulle stille krav til materialeleverandører om dokumentation. Det

er ofte fra leverandørerne, at dokumentationen kommer, for der er mere blandede hold-

ninger til at søge uafhængige videnleverandører, selvom det kan være vanskeligt at

fremskaffe tilstrækkelig dokumentation om indholdsstoffer (additiver og kemikalierester

fra fremstillingsprocessen) i materialer. Virksomhederne er enige om, at der fra myndig-

heder og kunder vil blive et krav om dokumentation af materialerne, og at de har brug

for hjælp til at skaffe den dokumentation. De virksomheder, som producerer eller sælger

materialer, er kun i mindre grad usikre på, hvilke krav til miljø, sundhed og andre stan-

darder, de vil blive mødt med i Danmark og i udlandet.

Det er ikke alle virksomheder, som føler sig presset af konkurrenternes materialevalg,

eller som er bange for at miste markedsandele på den konto, men virksomhederne følger

med i hvilke materialer, konkurrenterne anvender i deres produkter.

Ingen materiale produktion

46%

Materiale producerende

23%

Materialer irrelevante

31%

Ingen materiale produktion Materiale producerende Materialer irrelevante

37

Figur 3: 19 udsagn om fremstillingsvirksomhedernes brug af materialer

38

4.1.3. Fremstillingsvirksomhederne er i gang med avancerede

materialer

Fremstillingsvirksomhederne er i fuld gang med at anvende de avancerede materialer

eller fremstillingsmetoder. Virksomhederne er blevet spurgt om 3D-print, om anvendel-

sen af nanoteknologi i materialer eller på overflader eller om andre typer (end nano) af

overfladebehandlinger.

3D-print bliver brugt allerede i hver fjerde virksomhed, der producerer eller sælger mate-

rialer og lidt mindre i virksomheder, der ikke gør. En større andel forventer, at de aldrig

kommer til at anvende 3D-print i produktionen.

Hver femte fremstillingsvirksomhed anvender i dag nanoteknologi under en eller anden

form i produktionen, og 15-17 procent forventer at komme til det inden for en overskue-

lig årrække.

4.1.4. Konklusioner

Det er med få undtagelser næsten entydigt, at det er fremstillingsindustrien, der finder

materialer relevante. Materialer er vigtige. I fremstillingsvirksomheden er det 70 procent

af virksomhederne, som enten anvender materialer, producerer dem eller sælger materi-

alerne. Næsten hver fjerde af de 102 interviewede fremstillingsvirksomheder producerer

eller sælger materialer.

Virksomhederne har selvtilliden i orden, hvad angår viden, og har en relativt stærk tro

på, at de er bedre end konkurrenterne. Det kan være rigtigt, men det kan også være en

overvurdering hos virksomhederne, når man tager det enorme antal materialer og den

løbende forskning og udvikling i betragtning.

Virksomhederne føler, at de træffer beslutninger på et sikkert grundlag, og at de i reglen

har dokumentationen i orden. Der er miljøkrav, sundhedskrav og standarder, der skal

leves op til i både Danmark og på eksportmarkederne. Der er behov for at vide, hvad der

skal til for at leve op til kravene, men megen dokumentation kommer via virksomheder-

nes underleverandører.

Fremstillingsvirksomhederne er i fuld gang med at anvende de avancerede materialer

eller fremstillingsmetoder som 3D-print.

4.2. Virksomheder, der selv udvikler og producerer avancerede

materialer

Nedenstående er baseret fortrinsvis på interview med casevirksomheder suppleret med

input fra interview med videnmiljøer samt fra ekspertworkshoppen.

4.2.1. Fokus

Ret få danske virksomheder udvikler og producerer egne avancerede materialer. Det dre-

jer sig ofte (men ikke udelukkende) om større virksomheder og omfatter forskellige ma-

terialetyper. Eksempler inkluderer Haldor Topsøe og Dinex (katalysatorer), Controlled

Polymers (plast masterbatch) og Portland (cement).

39

Disse virksomheder har ofte stor materialeviden in-house og ofte egne testfaciliteter men

henter gerne viden og testkapacitet eksternt, når nødvendigt. Ekstern viden hentes ofte

gennem samarbejdsprojekter med f.eks. universiteter (også i udlandet) eller GTS-

institutter eller hos private rådgivere. Eksterne testfaciliteter anvendes typisk, når der er

tale om meget specialiserede målemetoder og/eller meget dyrt udstyr, som virksomhe-

den ikke selv kan eller vil investere i. Eksempler på samarbejdsprojekter med eksterne

videnleverandører er f.eks. Dinex’ samarbejde med et GTS-institut om alternative meto-

der til at fremstille nanobaserede katalysematerialer – herunder forbedring af fordeling af

ædelmetaller i katalysatorer med henblik på at nedsætte forbruget af platin. Dette sam-

arbejde blev initieret på basis af specialudstyr hos GTS-instituttet. Også Haldor Topsøe

fremhæver, at GTS-institutterne muliggør opskalering af forskning, der oprindeligt er

lavet på universiteterne i lille skala, men hvor der er behov for at få forsøgene op i de-

monstrationsskala for at se, om det er en teknologi/et materiale, som kan anvendes i

industrien (jvf. casebeskrivelser i Tekstboks 4.1 og Tekstboks 4.2 nedenfor).

Fokus for disse virksomheder er på forbedring og nyudvikling af materialer, og deres

behov er derfor fortrinsvis (men ikke nødvendigvis udelukkende) relateret til udviklings-

processen.

4.2.2. Behov

Behovene hos de virksomheder, der selv fremstiller materialer, er naturligvis forskellige,

men da de typisk selv har stor materialeviden in-house, er behovene typisk relateret til:

Test/karakterisering af nye materialer

Dokumentation

Monitorering af materialers performance

Hjælp til specifikke F&U-behov – herunder udforskning og test af nye materiale-

muligheder.

Da virksomhederne oftest selv har betydelige kompetencer, vil behovene ofte være rela-

teret til adgang til specialiseret/avanceret udstyr, som virksomhederne ikke selv kan eller

vil investere i. Det kan evt. også på sigt omfatte adgang til de store anlæg ESS/MAX IV,

som er under konstruktion i Lund. Behovene kan som nævnt ovenfor også opstå i forbin-

delse med udforskning af helt nye materialer, som virksomhederne ikke selv har spids-

kompetencer indenfor.

I det følgende beskrives to virksomhedscases, der illustrerer, både hvordan virksomhe-

derne selv har betydelige kompetencer in-house, men også på hvilke områder, de søger

ekstern hjælp.

40

Tekstboks 4.1: Casevirksomhed: Dinex

Dinex producerer udstødninger og emissionssystemer til lastbiler, busser, varebiler og industri-

køretøjer. Dinex udvikler og producerer selv keramiske substrater og dertilhørende coatings til partikelfiltre – side om side med metalbearbejdningen, hvor substraterne indbygges i køretøjs-specifikke applikationsløsninger. Dinex har hovedkvarter i Middelfart og har ca. 1200 medarbej-

dere globalt – heraf ca. 170 i Danmark. Virksomheden har arbejdet med emissionsteknologi (partikelfiltre og emissionskatalysatorer) i

ca. 20 år. Der er sket nogle ”teknologispring” undervejs. Et af disse spring sker lige nu med en fundamentalt ny metode til at fremstille siliciumcarbid. Det er baggrunden for Eminizer®-

projektet, hvor den højporøse siliciumcarbid (DiSiC-HP) giver plads til at lægge en SCR (Selecti-ve Catalytic Reduction)-katalysator inde i porerne og dermed kombinere partikelfilter og SCR-katalysator (til NOx-reduktion) i én enhed. Dinex er med helt i front på dette område og er tæt

på at have kommercielle produkter klar. En meget betydelig – og stigende – del af virksomhedens omsætning kommer fra emissionspro-

dukter, og inden for en tidshorisont på 5-10 år forventes det, at simple metallydpotter uden katalysator er udfaset fra virksomhedens forretningsgrundlag. Der arbejdes parallelt med flere

langsigtede udviklingsprojekter, så virksomheden ekspanderer ret langsomt nu. Men i løbet af 2-3 år forventes et væsentligt højere ekspansionstempo.

En stor udfordring er at dokumentere levetiden af produkterne. Hertil er der behov for en bety-delig testkapacitet, og der samarbejdes med kunder om at evaluere produkterne.

I forhold til kompetencer kniber det med at finde de rigtige folk i Danmark, og derfor har Dinex udvikling i Finland (hvor en virksomhed blev købt for ca. 1,5 år siden) og Tyskland. Det overve-

jes nu, om produktionen i Kina skal udvides med en F&U-afdeling, og det samme gælder USA. De relevante aktiviteter er f.eks. computersimulering og modellering samt kalibrering af syste-mer – specielt SCR, hvor man sprøjter urea ind i udstødningen for at fjerne kvælstofoxider. Det

er et stort arbejde at kalibrere, og dette kræver både elektronik- og modelleringsekspertise, men også ekspertise på keramisk fremstilling og udvikling af katalytiske materialer. Dinex så

gerne, at disse emner fik større fokus på danske universiteter, men det er formentlig vanskeligt i praksis, da Danmark f.eks. ikke har en bilindustri, hvor disse kompetencer er efterspurgt.

Ca. 30 ansatte arbejder med F&U i Dinex Emission Technology – langt overvejende med kataly-satorudvikling og avancerede materialer. Der arbejdes også med design af udstødningssystemer,

som meget går på materialeoptimering, flow og produktionsmetoder. Dinex er ved at afslutte et samarbejdsprojekt med SDU og er også med i projekter med et GTS-institut, f.eks. om alterna-tive metoder til at fremstille coating-materialer, og et delprojekt handler om bedre fordeling af

ædelmetaller med henblik på at nedsætte forbruget af platin i katalysatorerne. Dinex fremstiller selv siliciumkarbid, og den finske afdeling producerer selv metalsubstrater til

katalysatorer. Input som ædelmetaller, sjældne jordarter og nanomaterialer af forskellige typer købes primært fra udenlandske leverandører. ”Vi er lidt afhængige af leverandørerne, men vi

begynder at have pondus, så vi kan snakke med leverandører om at udvikle specialmaterialer. Det er også baggrunden for samarbejdsprojektet med Teknologisk Institut, hvor vi får mulighed for selv at fremstille nogle af de materialer, vi får udefra i dag, og fintune dem til vores behov”. I

produktionen insourcer Dinex mere og mere – oftest for at have styr på leveringstider. I forhold til store konkurrenter, der leverer til personbilsindustrien, er Dinex i et nichemarked (for speci-

almaskiner) og producerer væsentligt færre enheder. ”Vi er den lille i det spil. Står vi hos en stor leverandører og vil gerne have specielle substrater, kommer vi bagerst i køen. Skal vi være hur-tige, skal vi lave det selv”.

Kilde: Interview med Dinex samt www.dinex.dk.

Tekstboks 4.2: Casevirksomhed: Haldor Topsøe

41

Haldor Topsøe er især kendt for sine katalysatorer, men dette interview fokuserer også på et nyt udviklingsområde – nemlig batteriteknologi.

Katalysatorerne er Haldor Topsøes hovedprodukt, men virksomheden ser også på andre mulig-heder, og en af disse er batterimaterialer. Dette område har virksomheden arbejdet på i to år og

er nu nået til den fase, hvor man prøver at få eksterne kunder til at kigge på det materiale, som er udviklet – dvs. det forretningsmæssige potentiale er ikke afgjort endnu. Det er helt nye kun-der i forhold til den eksisterende forretning. Der arbejdes på materialer til to typer af batterier.

Lithium-ion batterier og natrium-ion. Lithium-ion batterier er veletablerede på markedet, men natrium-ion batterier er noget nyt og håbes i nogen grad at kunne erstatte lithium-ion batterier.

Fordelen er et bedre forhold mellem performance og pris. Lithium er dyrere og væsentligt min-dre tilgængeligt end natrium, som er almindeligt forekommende.

På et nyt område som batterier er der en række udfordringer – ikke mindst i forhold til at få materialet testet/demonstreret i tilstrækkelig stor skala. Det ville være en fordel, hvis der var adgang til den type faciliteter i Danmark, men det er Danmark måske for lille til? I dette tilfælde

klarer Haldor Topsøe sig ved at benytte faciliteter i andre lande og i samarbejde med store kun-der. Processen omfatter bl.a. at fremstille blæk-slurry af materialet, som coates på aluminiums-

folie, der indgår i batteriet. Det kræver dyrt storskala præcisionsudstyr at gøre, og den slags har kunder som batteriproducenter.

Inden for både katalyse og batterimaterialer er der imidlertid også andre udfordringer, f.eks. korrosionsproblemer i procesudstyret eller andet, som er sekundært for selve materialet, men

meget vigtigt for at tingene lykkes. Her kunne der være behov for ekspertise i GTS-systemet for nye typer af specielle undersøgelser, karakteriseringsteknikker og rådgivning i forhold til proces-udstyret.

En ny udfordring er REACH-direktivet, hvor der er behov for rådgivning omkring registrering. Haldor Topsøe har selv eksperter, der er specialiserede inden for katalyse, men det er ikke altid,

de har den rigtige viden i forhold til andre teknologier.

Et andet vigtigt fremtidigt område, der peges på, er energilagring, som også ville være interes-sant for andre industrier som f.eks. vindmølleindustrien. Endvidere teknologier, der omsætter biomasse til en ny form. Der har været mange forgasningsforsøg i Danmark, men der er fortsat

behov for udvikling omkring præprocessering, inden man får det på en form, som Haldor Topsøe kan arbejde videre med i katalytiske processer.

Et eksempel på godt samarbejde med eksterne videninstitutioner er et konsortium, der kigger på en ny fremstillingsmetode for nanomaterialer (superkritisk flow-syntese). Der har været for-

sket på AU på det fundamentale plan, og der er nu bygget en større produktionsenhed på et GTS-institut. At arbejde med denne type materiale er meget interessant for Haldor Topsøe i forhold til at undersøge, om der er noget at hente på katalysatorers eller batterimaterialers

egenskaber. Det fremhæves som et godt eksempel på, at et GTS-institut er brobygger for en teknologi, der er udviklet på et universitet, og bringer den op i større skala. ”Der er jo ingen

garanti for det. Hvis vi vidste det, ville vi jo gøre det selv. Man kan se med de fundamentale studier, at det er interessant, men man har brug for at teste det i større skala”. Derfor er det fra virksomhedens synspunkt vigtigt, at GTS-institutterne har fingeren på pulsen i forhold til, hvad

der foregår i universitetsverdenen, og samtidig er tættere på markedet end universiteterne.

Kilde: Interview med Haldor Topsøe.

4.3. Virksomheder, der anvender avancerede materialer – eller anvender materialer avanceret

4.3.1. Fokus og problemer

Virksomheder, der anvender avancerede materialer, men som ikke selv producerer mate-

rialerne, har et lidt andet fokus end de virksomheder, der selv producerer materialer.

42

Dette er også langt den største gruppe af virksomheder, og langt de fleste små og mel-

lemstore virksomheder vil høre til i denne gruppe. Fokus kan spænde vidt – måske er der

slet ikke tale om meget avancerede materialer, men om at blive bedre til at anvende de

materialer, som virksomheden allerede har kendskab til. Et andet fokusområde kan være

introduktion af nye materialer, som virksomheden ikke tidligere har arbejdet med.

Virksomhederne i denne gruppe oplever ofte mangel på materialeviden. Problemerne er

dog ret forskellige for forskellige typer af virksomheder. Således har nogle virksomheder

store udviklingsafdelinger og specialiseret materialeviden, mens andre virksomheder

(især SMV’er) er meget afhængige af adgang til viden udefra.

På basis af interview med virksomhederne og med videnmiljøerne kan de typiske pro-

blemstillinger, som disse virksomheder oplever, sammenfattes som følger:

Virksomhederne er sjældent på forkant med de allernyeste materialer. Man er ty-

pisk meget afhængig af, at materialet er veldokumenteret og afprøvet. Det skyldes typisk

krav fra myndigheder og/eller kunder, som foretrækker velkendte materialer med doku-

menteret effekt og holdbarhed. Et godt eksempel på dette er rør til olieindustrien, hvor

både Mærsk Oil og NOV Flexibles angiver, at kunderne er konservative. Konsekvenserne

af materialefejl for disse kunder kan være meget store, hvorfor risikovilligheden i forhold

til afprøvning af helt nye materialer er ret lav (jf. Tekstboks 4.4 og Tekstboks 4.6). Et

andet eksempel er medicoteknik, hvor materialerne skal være i ”compliance” med myn-

dighedskrav og skal være testet for overfølsomhed osv. (jf. f.eks. Tekstboks 4.3 om B&O

Medicom).

Mange af disse virksomheder er meget afhængige af materialeleverandører i forhold

til dokumentation og innovation:

Volumen kan være for lille til, at det er interessant for leverandører at udvikle ma-

terialer specifikt til kunden (F.eks. Oticon, som bruger meget små mængder plast

til høreapparater – jf. Tekstboks 4.5).

I forlængelse af ovenstående er innovation i materialevalget ofte afhængig af,

hvad leverandøren tilbyder.

I en del (dog langt fra alle) tilfælde har virksomhederne kun begrænset selvstæn-

dig viden om materialerne, der anvendes.

Karakterisering og test/dokumentation (f.eks. compliance) leveres ofte af mate-

rialeleverandøren.

4.3.2. Behov

Problemstillingerne, som er beskrevet ovenfor, giver følgende generelle typer af behov

hos de virksomheder, der ikke selv fremstiller de materialer, der indgår i deres produkti-

on:

Behov for både specifik (dybdegående) og generel (bred) materialeviden. Dette

kan løses in-house ved ansættelse af kvalificerede medarbejdere, men den bedste

løsning er ofte, at der hentes ekstern viden og assistance. Denne viden hentes ty-

pisk hos GTS-institutter, private virksomheder eller hos universiteterne både i

form af køb af specifik assistance eller i form af samarbejdsprojekter, studenter-

projekter og lignende.

43

”Fejlfinding” og problemløsning ved materialeproblemer.

Test og dokumentation, f.eks. til CE-godkendelser, ISO-certificering eller andre

certificeringer, godkendelser osv. af produkter. Dette kan også omfatte mere

avancerede tests i udviklingsfasen for de virksomheder, hvor materialets egen-

skaber spiller en stor rolle i udviklingen.

Innovation – både i produkter og processer – f.eks.:

o Udnytte eksisterende materialer bedre – f.eks. eliminere overdimensione-

ring/reducere spild.

o Anvende genbrugsmaterialer/cirkulær økonomi.

o Anvende nye materialer eller overfladebehandlinger.

o Anvende kendte materialer i nye sammenhænge.

44

Tekstboks 4.3: Casevirksomhed: Bang & Olufsen Medicom

Bang & Olufsen Medicom blev etableret i 1989 som et medicoteknisk spinoff fra Bang & Olufsen. I 2007 blev selskabet delvist frasolgt til Maj Invest, og Bang & Olufsen ejer i dag 35 procent af

virksomheden. Bang & Olufsen Medicom designer og udvikler “drug delivery devices” (til injekti-on og inhalation samt ”connectivity”, dvs. elektronik og software, der kommunikerer med en smartphone), og producerer selv i mindre skala. Virksomheden har ca. 100 medarbejdere.

B&O Medicom er i dag en konsulentvirksomhed, der primært udvikler devices for kunder (medi-

cinalfirmaer) og kun producerer ganske lidt selv (pilot- og småskalaproduktion). De primære materialer er plast samt nåle osv. i syrefast rustfrit stål. Virksomheden er innovationspartner for store medicinalfirmaer, der typisk ikke har en udviklingsafdeling til at udvikle devices.

I forhold til materialer er det primære fokus på, hvilke materialer man kan og må bruge i forhold til f.eks. overfølsomhedstest og compliance (myndighedsgodkendelser). Der er naturligvis nogle

mekaniske krav til designet, men det er ikke her, de primære udfordringer ligger. I forhold til andre brancher ligger den væsentligste forskel i, at de plastmaterialer, som medicobranchen

anvender, skal gennemgå compliance- og overfølsomhedstest, og at der skal være helt styr på dokumentationen for, hvordan materialerne er fremstillet og kontrolleret, og hvilke batches, der er brugt til hvilke devices. Derfor udfordres materialerne ikke i forhold til stress og lignende: ”Vi

holder os mere væk fra grænserne, end andre brancher gør, til gengæld er det af overordentlig stor betydning for os at forstå, hvor vi er forhold til materialers ydeevne”.

Der er nogle helt klare trends i retning af syringes (injektionsprøjter) med medicin i (pre-filled syringes). Det meste medicin, der opbevares i længere tid, er lavet i glas, som er gastæt osv.,

men der er et stort potentiale i at gå over til plastik. Det er væsentligt nemmere at sprøjtestøbe end at varme glas op. Problemet er, at plastik i sin grundform ikke er gastæt, og der er en risiko for, at plastik over tid går i forbindelse med medicinen. Der bliver arbejdet rigtig meget fra un-

derleverandørers side med laminater og glas og alufilm for at sikre tæthed.

En anden trend er bakterieresistente overflader på plastik. Det er noget, man har arbejdet med i en del år, men det har ikke rigtig fundet det store marked endnu – primært fordi det er for dyrt. Af de plastikstøbte komponenter er få i den kostbare del af devices. F.eks. er astmainhalatorer

forholdsvis billige, så der er ikke råd til at lave fancy overflader. Andre avancerede materialer som kulfibre osv. bruges reelt ikke nu, men det kunne godt komme. På grund af de mange ISO-

og certificeringskrav til materialer er der lang vej til at bruge materialer, som er i deres spæde start, i forhold til ”off the shelf”, hvor der allerede er certifikat.

Der bliver mere og mere fokus på materialer – også tidligt i projekterne. Der er generelt stor interesse for materialer i medicoindustrien. Nogle leverandører har siddet trygt på leverancer af glassyringes i mange år, og andre leverandører vil ind og udfordre det område.

Virksomheden har selv ansatte, som bruger en del af deres tid på at interesse sig for materialer.

Desuden anvendes jævnligt eksterne konsulenter samt institutter, som tester materialer – f.eks. om selve processen har tilført noget i materialet, som kan give overfølsomhedsreaktion. Materia-leviden fås eksternt både fra universiteterne og rigtig meget fra plastleverandørerne. Virksom-

heden vil gerne have mere materialeviden ind i huset, hvilket der arbejdes på med hensyn til både intern og ekstern kompetence.

Kilde: Interview med Bang & Olufsen Medicom, www.medicomnordic.com.

45

Tekstboks 4.4: Casevirksomhed: NOV Flexibles (National Oilwell Varco Denmark I/S)

NOV Flexibles udvikler og producerer fleksible rørsystemer – primært til offshore-brug i olieindu-

strien. Virksomheden blev udskilt fra NKT Cables i 1999 under navnet NKT Flexibles. I 2012 blev NKT Flexibles købt af National Oilwell Varco og opererer nu som NOV Flexibles. Hovedkvarteret ligger i Brøndby, og ca. 800 af virksomhedens mere end 1200 medarbejdere er beskæftiget i

Danmark. Desuden har NOV Flexibles produktion i Brasilien og England. De fleksible rør er en kompleks struktur med fem funktionelle lag – inderst et carcass af rustfast

stål, udenpå extruderes en liner af termoplast, der holder røret tæt (plasttypen bestemmes af hvilken servicetemperatur, røret skal bruges til). Udenpå vikles forskellige lag af armeringswire

af højstyrkekulstofstål, og yderst en kappe, der holder vandet ude og beskytter. Der kan være andre hjælpelag som f.eks. isoleringsmateriale. Carcass og polymerliner er almindelige stan-dardgrades. Armeringstrådene er af carbonstål. Noget af dette købes som standardvare, andet

udvikles og forfines sammen med leverandørerne for at få den rette styrke, modstandsdygtighed osv. Meget af ekspertisen ligger hos NOV Flexibles, men virksomheden producerer ikke selv de enkelte materialer.

”Vi skelner ikke mellem avancerede og almindelige materialer ... Det er noget med, at man er

tæt på grænserne. Grundlæggende er det den samme mikrostruktur i kulstofstål, men man er inde og forfine og raffinere det, så man kører på grænserne, plus at vi skal bruge store mæng-der i ensartet kvalitet”.

I forhold til anvendelse af nye materialer i produkterne er holdningen, at NOV Flexibles skal væ-

re på forkant med udviklingen, men kunderne er konservative, fordi der er store summer og konsekvenser på spil. Derfor skal alt være afprøvet og veldokumenteret. For 10 år siden udvik-lede virksomheden et rørkoncept med fiberteknologi, men det var for radikalt et skift for kun-

derne. ”Den inkrementelle forbedring er vigtig, men de store teknologispring er vanskeligere og skal times nøje i forhold til efterspøgslen”. Fiberteknologien har derfor ligget og ventet – nu er man ved at nå grænsen med de konventionelle materialer ift. vanddybder og temperaturer, så

der er ved at opstå interesse i markedet for nye materialer.

I Danmark har NOV Flexibles ca. 40 mand, der beskæftiger sig med materialeteknologier – her-under kvalificerer de råvarer, der indgår i det færdige produkt. Det er ikke nemt at få de rigtige folk i Danmark, især materialeingeniører. Virksomheden opkvalificerer derfor medarbejderne

internt med ret lange introduktionsforløb på ca. et halvt år.

I forhold til at hente viden eksternt om materialer har NOV Flexibles erhvervs-Ph.d.- og alminde-lige Ph.d.-projekter med DTU og køber i mindre omfang enkeltydelser hos konsulenter eller test-huse. Tanken er, at virksomheden skal kunne det meste selv inden for både udvikling og test, og

at firmaets egne folk derfor skal være førende inden for deres felt. Det kan være relevant at gå eksternt for at få sparring og benchmarke egne aktiviteter i forhold til state-of-the-art. Hvad angår materialetests, købes disse typisk eksternt, hvis der er et kapacitetsproblem, hvis testen

kun forventes brugt få gange, eller hvis testen er meget specialiseret - f.eks. gaskromatografia-nalyse hos et GTS-institut. Også i de kommende år forventer NOV Flexibles at fortsætte med

den centrale viden internt og supplere op eksternt.

Kilde: Interview med NOV Flexibles.

46

Tekstboks 4.5: Casevirksomhed: Oticon

Oticon er en af verdens førende producenter af digitale høreapparater og er en stærkt F&U-

orienteret virksomhed. Oticon har mere end 3.500 medarbejdere globalt, hvoraf ca. 350 arbej-der med produkt- og teknologiudvikling i Danmark.

Oticon leder meget efter nye materialer, som har bedre egenskaber end dem, der bruges i dag, for at adressere nogle af problemstillingerne i konstruktionen. Emner kan både være af struktu-rel, funktionel og beskyttende karakter, så Oticon kigger meget på, om der er nye eller andre

materialer, som kan gøre det bedre end det materiale, der bruges i dag. Det vil kontinuerligt være en udfordring at gøre pålidelighed og performance bedre – f.eks. i forhold til overfladebe-

handling af materialer, dæmpede ophæng i konstruktionen i form af gummi osv. Materialerne skiftes ud, hvis der kan findes bedre (avancerede) materialer inden for de klassiske kategorier – plast, metal osv. Fordi Oticons emner er meget små, er det økonomisk overkommeligt at gå ud

og købe en sæk plast og teste egenskaberne. ”Det er et spørgsmål, om det er avancerede materialer, eller om vi bruger materialer på en

avanceret måde… For os er det teknisk avancerede materialer, når vi kigger meget specifikt på materialeegenskaberne, hvilke egenskaber ift. bestemte miljøer, hvor meget fugt optager de

osv. Det er gængse materialetyper – polyamider og blends heraf, klassisk ABS og blends af po-lykarbonat og ABS, rustfaste metaller, pålægning af guld på fjedre med henblik på loddebarhed og korrosionsbestandighed osv. Alt, hvad vi bruger, er avanceret ift., at hver komponent, der

indgår i vores produkt, har flere funktioner. Det skal være med til at holde konstruktionen sam-men, men hvert element bliver også påvirket af det aggressive miljø, som en menneskekrop er.

Så det er almindelige konstruktionsmaterialer, som vi bruger til grænsen ... Vi bruger de klassi-ske tekniske materialer og er med til at højne dem”.

Udviklingsafdelingen arbejder blandt andet med datasimulering. For at øge hastigheden i udvik-lingsprocessen laver Oticon virtuelle prototyper. En udfordring i den sammenhæng er, at Oticon i sine konstruktioner ofte går til grænsen eller ud over grænsen for, hvad producenterne selv vil

stå inde for, at materialet kan bruges til. Det betyder, at materialernes egenskaber ofte er util-strækkeligt angivet på datablade, så Oticon laver selv målinger på materialernes egenskaber.

Det ville være attraktivt, hvis plastproducenterne ville skabe disse data, men de er tit ikke så villige til det, fordi de har deres fokus, hvor de kan sælge store mængder.

Oticon arbejder i forskellige sammenhænge med eksterne parter for at opbygge viden, bl.a. med CAMM-centret på DTU, hvor der også er fokus på materiale/mekanik. Virksomheden kigger også

på, hvad der sker i andre industrier – f.eks. hvordan apparater miljøbeskyttes med f.eks. hydro-fob-coating. Det kan f.eks. være via deltagelse i erfa-grupper samt diverse ATV-semapp kurser. Oticon arrangerer ofte materialekurser for egne medarbejdere med undervisere udefra.

”Det centrale budskab er, at vores virksomhed er udfordret ved, at vi ikke er dem, der står øverst på materialeproducenternes liste […] Vi bruger den mindre mængde men kan bedre tilla-

de os, at materialet er lidt dyrere, så vi har stort incitament til at deltage i udviklingsprojekter”.

Kilde: Interview med Oticon og www.oticon.dk.

47

Tekstboks 4.6: Casevirksomhed: Maersk Oil

Mærsk Oil producerer 557.000 tønder olie om dagen i Danmark, UK, Qatar, Kasakhstan, Brasili-

en og Algeriet. Mærsk Oil deltager desuden i olieefterforskning i Angola, Norge, den Mexicanske Golf, Grønland, Irakisk Kurdistan m.fl. Olieudvinding foregår ofte off-shore, og materialerne bli-ver udsat for en skrap behandling. Kravene til materialerne er derfor høje. De skal holde i årtier,

fungere under højt tryk og høj varmepåvirkning, holde til stød, rystelser og kemiske stoffer samt gerne være lette, effektive, håndterbare og miljømæssigt forsvarlige at benytte.

Mærsk Oil arbejder med metaller, metallegeringer og bløde dele i polymer samt coatings. I in-terviewet var der især fokus på rør, og her er både røret og samlingerne mellem rørene af stor

interesse. Mærsk Oil har arbejdet med stål i mange år. Kobber er stort set udfaset. I stedet ar-bejdes med f.eks. duplex-stål, som er stærkere og mere korrosionsbestandigt. Metallerne har velbeskrevne standarder, og det er vanskeligt at nytænke metaller. Hvis der skal arbejdes med

speciallegeringer, kræver leverandørerne indkøb af høje mængder, og legeringerne skal testes og afprøves. Det er kostbart, så her følger Mærsk Oil standarder og udviklinger i branchen, som de største olieselskaber trækker.

Der er flere muligheder med bløddele til pakninger i samlinger af polymer. Ofte findes de mere

som fabrikater end som standarder, så de kan være vanskelige at sammenligne. Mærsk Oil har tidligere brugt grafit, men ikke længere. Det bestemmes mest af fabrikatet. Dupont leverer en del af materialet.

Indvendigt i rørene arbejdes med coatings for at undgå korrosion. Det er vigtigt at finde coa-

tings, som ikke bremser strømmen af kølevand eller olie i rørene. Mærsk Oil samarbejder med et GTS-institut om udvikling af anti stick-coatings i rørene. En mulighed er f.eks. at arbejde med keramiske materialer. Der arbejdes også med glasfibre, som er lette (men kan blive sprøde efter

nogle år og ikke holder til slag og vibrationer), glas og keramik på kølere og titanium-beholdere til saltsyre.

Kravene til materialerne vil gå i vejret i det kommende år i takt med, at boringerne bliver mere avancerede og dybere – og miljøet dermed barskere. Men meget afhænger af boringerne. I nog-

le tilfælde kommer der stærkt korroderende syrer med op, og i andre tilfælde kommer der også kemikalier op, som hæmmer korrosionen. Men det samlede billede er, at kravene til materialer-ne stiger. Forskningen på 5-8 års sigt går på udnyttelse af marginalfelter og på at kunne gøre

dette rentabelt. Tidligere var det enkelt at sætte boreplatforme op, men der skal avanceret tek-nologi til at kunne komme ud i marginalerne. Udfordringerne er, at olien hentes op under høje

tryk (+10.000 psi) og varme (+170 grader). Det er dyrt og udfordrende at skifte materialer på rør og grej på platforme af flere årsager:

Kompetencer. Når materialerne skiftes, skal der opbygges nye kompetencer til at håndtere

de nye materialer. Uddannelser i bestemte typer af svejsninger bliver irrelevante, hvis mate-

rialerne skiftes.

Logistisk. Desuden er der på platformene pladsmæssige begrænsninger (køjepladser) på,

hvor mange der kan sættes på opgaven, når nye materialer eller materiel skal indføres. Ud-

gifter til driftsstop eller forstyrrelser i produktionen skal ligeledes tages med i beregningerne.

Kvalitetssikring. Alle materialer – metaller og bløddele – skal typegodkendes og verificeres

af tredjepart. Især bløddele leveres uden for standarder og på leverandørernes specifikatio-

ner. Disse skal typegodkendes af tredjepart.

Teknisk. Hvis der skal arbejdes med speciallegeringer, kræver leverandørerne indkøb af høje mængder, og legeringerne skal testes og afprøves. Det er kostbart, så her følger Mærsk

Oil standarder og udviklinger i branchen, som de største olieselskaber trækker.

Mærsk har efter aftale med regeringen og DUC afsat en milliard til forskning i Danmark, og det har medført en nyt center på DTU, som åbner ved årsskiftet 2014/15

Kilde: Interview med Maersk Oil.

Tekstboks 4.7: Casevirksomhed: Linimatic

48

Linimatic er Danmarks største dedikerede zink-trykstøberi. Virksomheden blev grundlagt i 1967, har ca. 40 medarbejdere og ligger i Helsinge (Nordsjælland). Linimatic fremstiller zinkemner i mange varianter og udvikler støbeforme på basis af computeranalyse. Zinkemnerne produceres

typisk i årlige serier på mellem 1.000 og 500.000 stk.

Siden 2007 har Linimatic arbejdet på at komme væk fra rollen som traditionel underleverandør af trykstøbte emner til at arbejde mere med emnernes overflader samt sub-assembly opgaver (f.eks. indkøb og montage af bordstel) mm. Virksomheden kan derfor levere til et high-end mar-

ked, hvor finish er vigtig, og prisen bedre. Blandt kunderne er f.eks. Bang & Olufsen, ABB Kraft, Fritz Hansen, Montana, AMBU og Velux. Linimatic tilbyder en lang række forskellige overfladebe-

handlinger på de støbte zinkemner, men laver dem ikke selv. Dette sker i samarbejde med spe-cialiserede underleverandører i både Danmark og udlandet (Tyskland). Virksomheden har over-vejet selv at gå ind på dette område, men har fravalgt det.

Fremtiden ligger især i galvanotekniske overflader (metal på metal ved elektrolytisk proces). Med støbning kan man opnå specielle former og design, som kunderne efterspørger, men der er

udfordringer, støbte emner af zink har en masse porøsitet og ophobning af smøremidler på over-fladen. "Vi ville være verdens bedste til at håndtere processen, så vi har knowhow og kan sætte

kravene." Linimatic indgik derfor et samarbejde med DTU om overflader (med elektrolytiske processer). Næste skridt var at få en videnpilot ansat. Den første videnpilotperiode er netop afsluttet, og den næste er på vej med henblik på at kunne fortsætte dialogen med DTU om,

hvordan processerne styres. ”Det er ikke tungt videnskabeligt, det er meget praktisk orienteret, og vi får meget ud af det. Det er der, vi har spenderet en del krudt på at få vores knowhow do-

kumenteret og bygget op, så vi har bedre cases over for kunderne. Så vi også er videnleveran-dør og ikke bare en stumpeleverandør.” Linimatic er stort set alene på markedet fordi processen er svær at styre. For at kunne opnå det rigtige kvalitetsniveau i forkromningen skal støbeem-

nerne være af høj kvalitet, og hvis man kan reducere spildet med tilsatsmatreialer, afrensning af overfladen osv., er der meget at hente på både kvalitet og lavere omkostninger.

Vigtige udviklingstendenser er ikke mindst krav om mere miljøvenlige produkter og produktions-processer. Det skyldes bl.a. EU’s kemikalielovgivning REACH, som betyder, at Cr(VI) (hexavalent

krom) er på vej ud, i første omgang bl.a. ved erstatning med Cr(III), men på sigt bliver krom formentlig helt udfaset. Hastigheden i denne proces afhænger af kundernes efterspørgsel, og denne er stadig begrænset, markedet skal ændre sig, men det er på vej. Zink er fuldstændig

recirkulerbart, og der ville være potentiale i at finde overflader der kan recirkuleres (f.eks. zink på zink).

På lidt længere sigt ser virksomheden også potentiale i bakteriedræbende overflader, f.eks. for-skes der i galvaniske overflader med bakteriedræbende effekt. Der går nok nogle år, før det er

på markedet, men det er noget virksomheden følger med i for at forberede sig på fremtiden. Samarbejdet med DTU har været meget nyttigt og fortsætter løbende, f.eks. med DTU-

studerende, der laver 3.-års opgaver. Virksomheden ser også potentiale i samarbejde med GTS, hvor man både har den tekniske baggrund og proceskendskabet. ”Som underleverandører skal

vi være ekstremt kritiske med, hvor meget vi sætter i gang inden kunderne efterspørger det. Men et GTS-samarbejde om udvikling før kunderne er klar, det er der jeg ser at vi kunne finde på at søge hjælp, hvis vi kunne få f.eks. videnkupon […] Jeg drømmer om at gå på markedet

med egne koncepter, det ville være sjovere hele tiden at være på cutting edge”.

Kilde: Interview med Linimatic, www.linimatic.dk.

49

5. Strategisk Outlook – hvor skal GTS opruste i de kommende år

Avancerede materialer er, som det fremgår af dette fremsyn, relevante for stort set alle

industriens brancher. Det kunne være en strategi for GTS-nettet at specialisere sig i for-

hold til enkelte (højt profilerede) branchers behov, hvor eksempler kunne være olie/gas,

medicoteknik eller vindmøller. På basis af fremsynets resultater, som netop understreger

den brede betydning af materialer på tværs af industrielle brancher, synes det dog ikke

hensigtsmæssigt at anbefale en branchemæssig begrænsning af GTS’ernes arbejde med

avancerede materialer.

Selvom dette fremsyn tog udgangspunkt i tre udvalgte materialegrupper, er der heller

ikke umiddelbart grundlag for at pege på få, konkrete materialegrupper eller –

teknologier, som lige præcis er de områder, industrien efterspørger. Avancerede materia-

ler er et bredt fagfelt, og virksomhedernes behov er meget forskellige. For at GTS-nettet

kan betjene industrien bedst, er der snarere behov for en kombination af opbygning af

mere almen viden hos mange og dyb specialisering lokalt, bedre adgang til simulerings-,

test- og karakteriseringsfaciliteter samt værktøjer til implementering i markeder, der

både skal opfylde kommercielle og lovgivningsmæssige rammer.

Ét (bredt) teknologiområde, hvor der vil være stort fokus i de kommende år, er nanoma-

terialer, som også har en meget bred anvendelsesprofil på tværs af industrielle brancher.

Test af og ikke mindst karakterisering af nanomaterialer i hele deres livscyklus (fremstil-

lings-, brugs- og affalds-/genbrugsfasen) kræver avancerede metoder og udstyr. Der er

fokus på, i hvor høj grad mennesker og miljø kan blive eksponeret til nanopartikler, og

på de konsekvenser, det kan have for sundhed og miljø. Det er blandt andet tydeliggjort

i Horizon 2020, hvor NanoSafety er en integreret del i udviklingen af nanomaterialer og -

teknologi. Med BEK nr. 644 af 13/06/2014 (”Bekendtgørelse om register over blandinger

og varer, der indeholder nanomaterialer samt...”) er der nu pligt til at registrere anven-

delse af nanomaterialer. I øjeblikket er angivelse af fysiske/kemiske egenskaber frivillig,

men i særlige sammenhænge er der EU-krav (REACH) om mere detaljeret registrering –

f.eks. kosmetik, UV-filtre og farvestoffer. Andre lande – f.eks. Frankrig – har i dag

strammere krav mht. registrering af nanomaterialer, og det må forventes, at fremtidig

lovgivning vil øge kravene til test og karakterisering af nanomaterialer.

5.1. Styrker og udfordringer for GTS-systemet

GTS-institutterne har en række styrker, som placerer institutterne godt i forhold til at

løfte anvendelsen af avancerede materialer i danske industrivirksomheder. Institutterne

har tæt daglig kontakt til industrien og derigennem kendskab til og forståelse for virk-

somhedernes behov. I 2013 havde GTS-nettet knap 20.000 danske kunder. Af dem var

de 17.000 private virksomhedskunder. 13.500 af disse virksomheder var små virksom-

heder med færre end 50 ansatte, godt 2.000 var mellemstore virksomheder, og 1.500

var store virksomheder med mere end 250 ansatte.25 GTS’erne supplerer kompetencer

og viden, der mangler i virksomhederne, og har mulighed for at bringe frontforskningen

fra universiteter i ind- og udland ind i brugbare løsninger, der kan anvendes af industri-

en.

25 Uddannelses- og Forskningsministeriet, Styrelsen for Forskning og Innovation: Performanceregnskab for

GTS-net 2014

50

Institutterne har både en stor specialistviden på mange områder inden for avancerede

materialer kombineret med en stor tværfaglighed og bred viden på tværs af fagområder

og brancher. Dette kan danne udgangspunkt for at kombinere viden om materialer og

processer på nye måder og for f.eks. at anvende kendte materialer i nye sammenhænge.

Stigende teknologisk kompleksitet og dermed forbundne risici for virksomhederne ved

overgang fra prototype til produktion betyder, at GTS-institutterne i stigende grad må

udvikle og bistå virksomhederne med ydelser som pilotproduktion og fuldskalaforsøg. Det

kan betyde, at GTS-institutterne kommer tættere på markedet og dermed ind i en græn-

seflade til private rådgivere. På den anden side presses GTS’erne af, at universiteterne

tager mange tiltag for at bevæge sig tættere på virksomhederne. Samtidig er der blandt

mange SMV’er tøven over for (og mangel på ressourcer til) at betale for rådgivningstje-

nester.

En væsentlig faktor, der fremhæves af både virksomheder og af universiteterne, er, at

GTS-institutterne har moderne udstyr, og det er vigtigt, at GTS-institutterne fortsat inve-

sterer på dette område.

Globaliseringen har også stor betydning for videninstitutioner. GTS’erne står stærkt med

globale kunder og et omfattende netværk til udenlandske videninstitutioner – ikke mindst

andre RTO’er. De udenlandske videninstitutioner er også konkurrenter, i og med at dan-

ske virksomheder i stigende grad henter viden i udlandet.

I forhold til nationale og internationale standarder og lovgivning er GTS’erne med på for-

kant blandt andet gennem aktiv deltagelse i standardiseringsarbejde såvel nationalt som

internationalt. Et problem i forhold til avancerede materialer er dog, at de fleste standar-

der er baseret på ”fortidens” materialer. Der er behov for en fortsat aktiv indsats for at

bringe standarderne i overensstemmelse med udviklingen f.eks. i forhold til nanomateria-

ler. Desuden er der, specielt inden for nanomaterialer, et stigende behov for udvikling af

internationalt anerkendte nøjagtige målemetoder til karakterisering af nye egenskaber,

hvilket er en forudsætning for etablering af standarder og lovgivning.

En trend, der er i fokus alle steder hos virksomhederne, videninstitutionerne og i littera-

turen er bæredygtighed og cirkulær økonomi. Klima, miljø og ressourceknaphed er en

”grand challenge”, som vil være en helt central rammebetingelse og skabe grundlaget –

også det forretningsmæssige – for industriens udvikling og anvendelse af avancerede

materialer i de kommende år. Problematikken har mange aspekter såsom fokus på bio-

ressourcer, energieffektivitet, vedvarende energi, genindvinding og -anvendelse, udfas-

ning og substitution af skadelige stoffer, substitution af knappe og dyre ressourcer (f.eks.

sjældne metaller og jordarter), længere produktlevetid og meget mere. Dansk industri

har særdeles gode forudsætninger for at være på forkant med udviklingen, og GTS’erne

skal udnytte deres spidskompetencer til at støtte industrien i omstillingen til ”grøn øko-

nomi” i den bredeste forstand.

Praktiske eksperimenter med materialerne er en forudsætning for at opnå en forståelse

af de teknologiske muligheder. De nye materialer har egenskaber, som kan være meget

abstrakte, og hvor kun ”legen” med de nye muligheder for alvor skaber en forståelse for

de nye muligheder. Mange små og mellemstore virksomheder er karakteriseret ved at

være funderet i praktisk viden frem for teoretisk viden. De kan have stor gavn af at kun-

51

ne prøve ting af i praksis og på den måde få en indsigt, som de kan bruge til at udvikle

deres forretning.

5.2. Strategiske anbefalinger

Det anbefales, at der forsat arbejdes med en både bred og specifik opbygning af mate-

rialeviden, –ydelser og nye teknologier i GTS-netværket i regi af f.eks. RK-kontrakter.

Der er internationalt, og især i Asien og USA, stort forsknings- og innovationsmæssigt

fokus på avancerede materialer. Det må i de kommende år forventes at give resultater,

som også kan få konkurrencemæssig betydning for danske virksomheder. Enten fordi de

møder konkurrence fra produkter med forbedrede egenskaber på de globale markeder,

eller fordi de selv kan se muligheder for at udnytte ny viden og nye teknologier i deres

produktion og innovationsprocesser. Det er afgørende, at GTS-institutterne kan tilbyde

relevant og opdateret viden og teknologi på disse områder.

Det anbefales, at der på tværs af GTS-netværket fokuseres på avancerede materialer,

og at deres rolle i bæredygtighed og cirkulær økonomi integreres i kommende projekter.

Dette kan evt. ske i en koordineret indsats – f.eks. i form af skabelse af et nationalt fo-

rum i tæt samarbejde med universiteter og virksomheder.

Det anbefales at skabe et højteknologisk udviklings- og produktionscenter for avanceret

materialeanvendelse. Et sådant center vil være mere end de testfaciliteter, som allerede

findes på GTS-institutterne. Det skal fungere som en koordineret indgang til den samlede

materialeviden og udstyrspark på GTS-institutterne. Skabelsen af et avanceret materiale-

center kan bidrage til en forbedret GTS-infrastruktur med større deling/fællesmængde af

avanceret udstyr og en højere profil på området. Behovet for en fælles indgang og der-

med en højere profil skyldes, at industriens kendskab til, hvilke kompetencer de enkelte

GTS’er råder over, ofte er meget tilfældig og specifik i forhold til hvilke projekter, virk-

somheden har haft med GTS, eller hvilke personlige kontakter de har.

Det anbefales, at en koordineret indsats på materialeområdet har fokus på simule-

ring, skalaforsøg og demonstrationsfaciliteter/pilotproduktion for avancerede

materialer og processer, der kan bidrage til at styrke GTS’ernes position som brobyg-

ger mellem grundforskningen på universiteterne og industriens praktiske behov. En styr-

kelse af kompetencerne på dette område kan give industrien et væsentligt løft i forhold

til anvendelse af avancerede materialer og forkorte ”time-to-market”. Opgaverne kan

f.eks. omfatte ”proof-of-concept” tidligt i udviklingsfasen; simulering af anvendelse af

kendte materialer under ekstreme forhold; vurdering af levetid; skalering/simulering af

konsekvenser af materialevalg i systemer som f.eks. bygninger eller skibe og skalering af

prototyper til fuldskala. Dette kan suppleres med monitorering/overvågning af materia-

lers tilstand og funktion – f.eks. fjernovervågning med brug af ”Internet of Things”-

teknologier og -koncepter.

Det anbefales, at dokumentation og kvalifikation af nye materialer, materiale-

sammensætninger og processer – herunder anvendelse af internationalt an-

vendte målemetoder – fortsat er et prioriteret tema. Der er behov for en forståelse

for, hvilke karakteriseringsværktøjer, der bedst kan afdække materialernes egenskaber,

og en identifikation af faldgruber i anvendelsen. Med en integreret sammenstilling af mo-

deller af materialeegenskaber omfattende tekniske egenskaber og miljømæssige effekter

52

– deriblandt eksponering – kan man forudsige de værste risici. Men en model bør følges

op af dokumentation og en grundig karakterisering af, hvad der i praksis sker i materia-

let. Dokumentation og kvalifikation af nye (avancerede) materialer er vigtig i forhold til at

få introduceret nye materialer på områder, som arbejder med standarder, der som

nævnt i foregående afsnit – i sagens natur – bygger på ”gamle” materialer.

Det anbefales, at der udvikles en model for, hvordan GTS’erne kan spille en me-

re aktiv rolle i SMV’ernes anvendelse af avancerede materialer i produkt- og

procesudvikling – eksempelvis i forhold til nye funktionelle overflader. For SMV’er vil

der ofte være behov for en mere holistisk tilgang, da mindre virksomheder ikke nødven-

digvis selv har kompetencerne til et bredere udsyn i forhold til f.eks. at finde nye materi-

aler og få disse integreret i produkter og processer, samtidig med at markedsperspekti-

vet holdes for øje. Det kræver GTS-medarbejdere med både dyb faglig indsigt og en bre-

dere tilgang til virksomhedernes produktionssystemer. Det kræver ligeledes en nytænk-

ning af kontakten og dialogen med virksomhederne – f.eks. inden for rammerne af et

nationalt forum. De avancerede materialer kunne gøres til et fokusområde for både inno-

vationsagentordningen og InnoBooster. Derudover er avancerede materialer et oplagt

tema for innovationsnetværkene, hvor GTS-institutterne kunne facilitere en øget dialog

om avancerede materialer inden for udvalgte netværk som f.eks. Dansk Materialenet-

værk, OffshoreEnergy og InnoBYG – f.eks. som en del af en kommende resultatkontrakt.

Det anbefales, at GTS-netværket involveres i uddannelsen af næste generation

af industriorienterede specialister i avancerede materialer. Industrien efterspørger

medarbejdere med materialekompetencer. Et af redskaberne er et tværfagligt erhvervs-

Ph.d.-program inden for avancerede materialer sammen med universiteter og industrien.

Det anbefales, at GTS-netværket fortsat har fokus på internationalisering, som

er et nøgleelement i forhold til at øge kendskabet til og samarbejdet med internationale

videninstitutioner og virksomheder. Det gælder f.eks. i forhold til den udvikling, der sker

i Asien inden for avancerede materialer. Dette omfatter også behovet for, at GTS-

institutterne fortsat skal være en aktiv deltager i internationalt standardiseringsarbejde

og internationale interessegrupper som f.eks. EuMAT-arbejdsgrupper.

53

6. Kommentarer fra interessenter

GTS-foreningen har sendt ”Innovationsfremsyn om avancerede materialer” til kommente-

ring hos 30 interessenter.

Inddragelse af en bredere kreds af interessenter indgår som et vigtigt element i fremsy-

net. Formålet er at kvalificere fremsynets resultater ved at supplere input fra de faglige

eksperter med centrale politiske, økonomiske og bredere samfundsmæssige perspekti-

ver. Videre er den eksterne interessentvurdering vigtig, idet teknologi- og innovations-

fremsynet har til formål at kvalificere viden- og beslutningsgrundlaget for mulige fremti-

dige resultatkontrakter på området.

Interessenterne er særligt blevet bedt om at indsende kommentarer til de anbefalinger

og fremtidige behov, som beskrives i fremsynet, men de har også haft mulighed for mere

specifikke kommentarer til den samlede rapport. Kommentarerne fremgår her, men er

ikke indarbejdet i de foregående kapitler i form af rettelser eller tilføjelser.

GTS-foreningen har modtaget i alt 12 kommentarer. Der er kommet høringssvar fra:

DTU

KEA

Haldor Topsøe

Københavns Universitet

Dansk Metal

Dansk Industri

Håndværksrådet

MADE

Plastindustrien

RUC

Aarhus Universitet

Aalborg Universitet

Blandt de interessenter, der ikke har indsendt kommentarer, har nogle tilkendegivet, at

grundet tidsfristen, har de ikke haft tid til at læse rapporten igennem og komme med et

høringssvar, det gælder fx Dansk Erhverv og ITU. På baggrund af denne feedback samt

telefonisk opfølgning med udvalgte interessenter vurderer GTS-foreningen, at en mini-

mumsfrist på 3 uger ville have øget antallet af svar.

Opsummering af kommentarerne

Blandt kommentarerne er der nogle konkrete anbefalinger:

Der bør hurtigst muligt igangsættes en stor national satsning inden for den mate-

rialeteknologiske forskning og udvikling. Det skal ske i tæt samarbejde med virk-

somheder, universiteter og GTS-institutter.

En koordineret indsats på materialeområdet med fokus på simulering, skalaforsøg

og pilotproduktion, der kan bidrage til at styrke brobygning mellem grundforsk-

ningen på universiteterne og virksomhedernes praktiske behov.

Stort behov for at kunne fremstille og teste egenskaber for nye materialer, ikke

kun eksempelvis de avancerede nano-kompositter, men også de nye grønne bio-

54

eller biobaserede materialer, hvor der ikke er erfaring med fx additivers indflydel-

se, når der skal laves en egenskabsmodificering.

Drag fordel af det uudnyttede potentiale i tværvidenskabelig forskning, hvor GTS-

institutter, universiteter og virksomheder samarbejder fokuseret på avancerede

materialers rolle i bæredygtighed og cirkulær økonomi.

For at styrke virksomhedernes anvendelse af avancerede materialer, er der behov

for at styrke samarbejdet på tværs af GTS-institutterne – og der er behov for at

styrke samarbejdet mellem GTS-institutter, universiteter og virksomheder.

Der er brug for at udvikle rådgivningstilbud, der i større udstrækning følger et ud-

viklingsprojekt til dørs, så muligheden for succesfuld implementering øges. Her

kan bruges eksisterende redskaber, men der er også brug for at udvikle nye me-

toder.

Der er behov for kompetenceopbygning af de medarbejdere, der arbejder med

SMV’erne.

En stærkere GTS-indsats vil kunne skabes ved en Advanced Materials Platform,

som har en konstruktion svarende til MADE.

Et tværfagligt erhvervs-PhD-program sammen med GTS-institutter, universiteter

og industrien.

I kommentarerne er der nogle positive tilkendegivelser, der går igen:

Rapporten sætter fokus på et afgørende vigtigt område, der bidrager til at opret-

holde produktion i Danmark og er nøgle til vækst.

Det er et vigtigt emne, som virksomhederne er optagede af.

Rapporten er interessant læsning og et gedigent og værdifuldt arbejde.

Rapporten giver et godt overblik.

Rapporten sætter Danmarks ekspertise og udfordringer i et realistisk perspektiv.

Der er tilfredshed med, at rapporten anbefaler at udvikle en model for, hvordan

GTS-institutterne kan spille en mere aktiv rolle i SMV’ernes anvendelse af avance-

rede materialer.

Der er et behov for at fokusere på nanomaterialer og cirkulær økonomi

Særligt kommentaren fra KU indeholder også nogle kritiske elementer:

Det er vigtigt, at nye initiativer bygger på en kortlægning af nationale kompeten-

cer, så det offentlig ikke betaler for opbygning af samme viden to steder. Det

gælder fx i forhold til det højteknologiske udviklings- og produktionscenter for

avancerede materialer, der peges på i rapporten.

Fremsynet må ikke gøre det til et problem, at universiteterne i fremtiden i stigen-

de grad samarbejder med erhvervslivet eller fremstille det som om, universiteter-

ne kun driver grundforskning.

Herudover peger kommentarerne på, at rapporten mangler fokus på følgende:

Uddybende information om, hvorvidt man forestiller sig, at avancerede materialer

kan spille en rolle i forhold til bæredygtighedsagendaen.

Syntetisk biologi kunne godt have spillet en større rolle i rapporten.

Det står ikke helt klart, hvordan og hvorfor de specifikke emneområder er valgt.

Det kunne være relevant at se på, hvor mange kunder GTS-nettet havde i 2013

med opgaver inden for avancerede materialer.

55

De strategiske anbefalinger er for svagt formuleret.

Det er en for passiv rolle GTS-institutterne får, når der står ”følge udviklingen og

være brobyggere”

MAX-IV og ESS fylder for lidt i rapporten, da der her gemmer sig et potentiale for

danske virksomheder. Det bør vurderes, hvad perspektiverne er for dansk er-

hvervsliv – ligesom det bør vurderes, om GTS’erne kan fungere som brobygger

mellem forskningsinfrastruktur og industri.

Fremsynets anbefalinger mangler en betragtning om vigtigheden af at aktivere

både viden og infrastruktur på universiteter og på GTS-institutter til udvikling af

avancerede materialeløsninger, og at det skal ske i synergi mellem parterne.

Virksomheders udfordring med at opnå adgang til dyb specialisering inden for

avancerede materialer kan løses gennem oprettelsen af instrumentplatforme og

industriportaler på universiteterne. Da en række danske universiteter er i gang

med sådanne højt prioriterede indsatser, vil det være relevant at drøfte en ar-

bejdsdeling, hvor universiteterne huser avanceret/sjældnere/forskningstungt in-

strumentel og GTS’erne fx bidrager med instrumentel af mere gængs karakter.

Aarhus Universitet mener, at det er vigtigt med en hensigtsmæssig og klar ar-

bejdsdeling, men opfatter ikke at GTS’erne skulle være presset pga. universite-

ternes (i øvrigt politisk efterspurgte) interaktion med virksomheder.

Aarhus Universitet støtter ikke etablering af ”et højteknologisk udviklings-og pro-

duktionscenter for avanceret materialeanvendelse”. Aalborg Universitet opfatter

centeret som en skranke for nationale alliancer mellem universiteter og GTS, så

man kan udnytte og styrke de laboratoriefaciliteter, som allerede findes.

Aarhus Universitet mener, at der på erhvervs-ph.d.-program området allerede ek-

sisterer en række gode virkemidler, der har til formål at sikre uddannelsesmæs-

sigt samarbejde mellem virksomheder og universiteter uden GTS involvering. Aal-

borg Universitet ser en PhD-ordning som den bedste vej til vidensopbygning i GTS

nettet. AAU deltager gerne i et samarbejde med GTS, hvorved man sikrer kapaci-

tetsudnyttelse og nyanskaffelser, som giver bedst mulige forhold for uddannelser,

forskning og GTS betjening af industrien. RUC støtter op om et tværfagligt er-

hvervs-PhD-program inden for avancerede materialer sammen med GTS-nettet,

universiteter og industrien.

Arbejds- og analysegruppens kommentarer til høringssvar:

Vi finder det særdeles positivt, at konstatere, hvor mange interessenter der finder, at

materialeområdet er et nøgleområde for industriel udvikling i Danmark og som har haft

tid til at give værdifulde kommentarer til rapporten.

Flere høringssvar efterlyser mere fokus på betydningen af Big-science faciliteter som ESS

og MAX IV, som også omfatter en stor dansk forskningssatsning. Vi vil blot konstatere, at

ud over, at der er iværksat et uafhængigt fremsyn specifikt på dette område, koordineret

af DTU, så er virksomhederne blevet spurgt om deres forventning til disse kommende

muligheder på materialeområdet. Som det fremgår af rapporten, er det især produkti-

onsvirksomheder, der har været interviewet og ikke specifikt industriflagskibe med stærk

selvstændig forskning. Det fremgår fx af høringssvaret fra Haldor Topsøe A/S, at Big-

science faciliteter er et vigtigt instrument for en sådan virksomhed. Et segment af virk-

somheder har ikke indgået i fx Delfiundersøgelsen, nemlig små opstartsvirksomheder,

56

som ofte udspringer af universitetsmiljøet. Disse virksomheder ville for en rækkes ved-

kommende kunne være interesserede i Big-science faciliteter.

Overordnet finder vi, at kommentarerne styrker rapportens anbefalinger og endda ud-

bygger dem. Høringssvarenes anbefalinger kan efter vores mening sammenfattes i be-

tydningen af en fælles dansk indsats på materialer i de kommende år – en indsats, der

bredt involverer alle aktører fra virksomheder, erhvervsorganisationer, GTS’er, uddannel-

sesinstitutioner til universiteter, således at erhvervsinteresser, innovation og forsknings-

indsats styrkes bredt.

Det er i denne proces vigtigt, som flere høringssvar peger på, at sikre at kompetencer og

udstyr supplerer hinanden på tværs af en bred indsats. For at GTS-institutterne kan til-

byde virksomheder adgang til en omfattende og avanceret teknologi- og innovationsin-

frastruktur på materialeområdet, så er det vigtigt, at lægge vægt på at kompetencer,

samarbejder og udstyr er i front.

Kommentarerne er (stort set) uredigeret indsat herunder.

Kommentar fra Marcel A.J. Somers, Head of Section, Professor, DTU

Jeg har læst rapporten og har ingen kommentarer udover, at jeg synes det er gedigent

og værdifuldt arbejde, som kortlægger danske produktionsvirksomhedernes behov for

materialeteknologi og GTS-ernes (og forskningsinstitutionernes) rolle. Rapporten sætter

Danmarks ekspertise og fremtidsforventninger/udfordringer i et realistisk perspektiv. I

forhold til recente overambitiøse og urealistiske forestillinger om betydningen af fremtidi-

ge storskalafaciliteter for dansk industris verdensposition og innovationspotentiale på det

materialeteknologiske område er rapporten en velkommen belysning.

Jeg mener, at rapporten er særdeles velskrevet og har fundet ganske få slåfejl, som du

sikkert har fundet eller kan finde ved stavekontrol på dokumentet”.

Kommentar fra Mette Bak-Andersen, Industrial Designer / PhD Fellow, Director

of Material Design Lab, Applied Research & Innovation, KEA / Copenhagen

School of Design and Technology

Jeg har læst materialet og synes det giver et fint overblik.

Jeg savner måske lidt mere uddybende information om hvorvidt man forstiller sig at

avancerede materialer kan spille en rolle i forhold til bæredygtigheds-agendaen. (s.27)

Ligesom noget af det vi oplever vores referencer (Bl.a. på MIT) beskæftige sig meget

med indenfor materialedesign og materialeteknologi er syntetisk biologi.... men det me-

ner jeg at jeg allerede luftede på mødet uden at det mødte særlig begejstring :)

57

Kommentar fra Alfons Molenbroek, Dr. Ir., General Manager, Management

Group R&D, Haldor Topsøe A/S

Det er et meget fint skrevet rapport. Jeg har nogle få bemærkninger:

1) I sammenfatningen (side 8) skrives der at der er mangfoldige og substantielle mulig-

heder og udfordringer. Bagefter bliver kun udfordringer belyst og mulighederne bliver

ikke nævnt. Det vil være godt at belyse mulighederne for avancerede materialer også i

sammenfatningen.

2) På side 8 står der at det er "derfor" er peget på 4 underemner. Det er mig stadig uklar

hvorfor lige de 4 områder er valgt. I afsnit 2.3 bliver emner så begrænset til 3 områder

og heller ikke her er det klar hvorfor disse eksempler er valgt. Det 4. emne (kvalitetssik-

ring og dokumentation af materialers egenskaber), strengt taget vel ikke et materiale

område, er hel forsvundet i 2.3 og jeg kan heller ikke se at det belyses senere i rappor-

ten. Skal det ikke uddybes??

3) På side 9+10 nævnes antal af kunder. Det er relevant at give nogle mere detaljer om-

kring hvor mange kunder GTS-nettet havde i 2013 som kan kategoriseres under avance-

rede materialer, hvor rapporten handler om. Ikke kun det totale antal kunder.

4) Side 11 + side 48: strategiske anbefalinger. Punkt 1: det er meget svag formuleret at

"Det må i de kommende år forventes at give resultater, som får konkurrence mæssig

betydning". For hvem?? For Danmark? For industrien? Hvor meget betydning?

Også en "fortsat både bred og specifik opbygning af materialeviden og -ydelser " er me-

get blødt formuleret: Hvor stor skal opbygningen hver i de næste 3-8 år? 5% per år?

Skal forholdet meller bred og specifik ændres?

5) Side 22: Det er en meget passiv rolle som GTSer kommer ind i: "følge udviklingen og

være brobyggere".

6) Side 36: Jeg synes at MAX-IV og ESS, som vil starte i hhv. 2016 og 2020 fortjener lidt

mere end en sætning med "Det kan eventuel på sigt ....".

Det er den største investering i forskningsinfrastruktur til (avancerede) materialer nogen-

sinde i Norden. Det vil være godt hvis GTS-nettet også kunne være med til at udnytte de

nye muligheder. For eksempel som brobygger mellem forskningsinfrastruktur og industri.

Der er en stor bilag C med "Europæisk forskning i avancerede materialer, som nok mest

kigger bagud, mht. FP7 projekter. Det vil være godt for et fremsyn at inkludere nye mu-

ligheder for avancerede materialer meget tæt på Danmark i Lund, også fordi Danmark er

co-host for ESS og bidrager med et stort milliard-beløb. Politisk set vil det være godt at

bruge en afsnit på emnet ESS og MAX-IV.

7) Bilag B giver oversigt over kompetencer af GTSer. Meget fint.

Skulle der ikke tilføjes en økonomisk oversigt eller en oversigt over antal FTE samt for-

slået ændring for de næste 3-8 år?

58

Kommentar fra KU: KU’s kommentering af GTS-nettets fremsyn ”Avancerede

materialer” og ”Smarte produkter og Internet-of-Things” ved Annette Fløcke

Lorenzen, Erhvervskoordinator/Chefkonsulent

Københavns Universitet (KU) takker for muligheden for at kommentere GTS-nettets tek-

nologi- og innovationsfremsyn. Kommenteringen er opdelt i generelle kommentarer til

begge fremsyn og særlige kommentarer til det ene af fremsynene om ”Avancerede mate-

rialer”.

Generelle kommentarer til begge fremsyn:

KU bemærker, at fristen for at fremsende kommentarer var helt usædvanligt kort. Det er

afgørende, at fremsyn og investeringer i resultatkontrakter for GTS er baseret på et

grundigt indblik i styrkepositioner og ’upcoming’ potentialer både i erhvervslivet og på

universiteterne. Fremsynet er et strategisk fremadrettet dokument, og det er derfor vig-

tigt at give tid og mulighed for substantiel kommentering både fra forskningsmiljøer, der

har en eksisterende styrkeposition, men også fra de relaterede miljøer, hvor en teknologi

formodes at have et anvendelsespotentiale (fx inden for velfærd, sundhed, bykultur, kre-

ativ industri).

Overordnet set har KU og GTS-institutterne en lang række fagområder, hvor der er fæl-

les interesse i at samarbejde og stort potentiale for at skabe synergi, og der vil også i

visse tilfælde være risiko for opbygning af dobbeltkompetencer. Med den korte tidsfrist

for kommentering har det desværre ikke været muligt at inddrage relevante forsknings-

miljøer for en dybdegående kommentering af de to fremsyn.

KU mener, at det giver god mening at bygge udvikling af nye services på en afdækning

af behov og erhvervspotentiale. I tråd med KU’s høringssvar til Styrelsen for Forskning

og Innovation vedr. ”Mål og metoder for samarbejdet med udvikling af GTS 2016-2021”

vil vi gerne fremhæve vigtigheden af at fremme GTS-institutternes synergi mellem egne

og øvrige offentlige videninstitutioners kompetencer ved fælles forskning og udvikling.

For at undgå unødig konkurrence om eksterne midler og for at sikre, at det offentlige

ikke betaler for opbygning af samme viden to steder, er det vigtigt, at nye initiativer

bygger på en bred kortlægning af nationale kompetencer og en klar beskrivelse af GTS-

instituttets rolle og brobygningsfunktion i innovationskæden i forhold til nye initiativer. Et

eksempel på et nyt initiativ, der kræver kortlægning, er det GTS-anbefalede højteknolo-

giske udviklings- og produktionscenter for avanceret materialeanvendelse.

Endelig må teknologi- og innovationsfremsynene ikke gøre det til et problem, at universi-

teterne i stigende grad samarbejder med erhvervslivet eller give indtryk af, at universite-

terne kun har grundforskning (se eksempler nedenfor i kommentarerne til ”Avancerede

materialer”). Særlige kommentarer til fremsynet ”Avancerede materialer som KET for

vækst i fremtidens industri”

Vi har noteret os, at KU ikke har bidraget til de interviews med repræsentanter for cen-

trale danske vidensmiljøer, der skulle bidrage til at give overblik over dansk ’state-of-

the-art’ inden for fremsynets teknologiområder (DTU, SDU, AAU og AU er interviewet).

Derudover bemærker KU, at det er væsentligt, at fremsynet ikke præsenterer universite-

terne som videninstitutioner, der kun har grundforskning. Universiteterne har og skal

59

også have både anvendt forskning og forskning i anvendelsespotentialer for nye avance-

rede materialer og smarte produkter. Et eksempel side 11 og 48: "Det anbefales, at en

koordineret indsats på materialeområdet har fokus på simulering, skalaforsøg og demon-

strationsfaciliteter/pilotproduktion for avancerede materialer og processer, der kan bidra-

ge til at styrke GTS’ernes position som brobygger mellem grundforskningen på universi-

teterne og industriens praktiske behov".

Endelig bemærker KU, at fremsynet visse steder fremstiller det som et problem, at uni-

versiteterne bevæger sig tættere på virksomhederne. Universiteterne samarbejder tæt

med virksomheder og andre samfundsaktører, og det vil – og skal – stige i fremtiden. Et

eksempel på side 47: "Stigende teknologisk kompleksitet og dermed forbundne risici for

virksomhederne ved overgang fra prototype til produktion betyder, at GTS-institutterne i

stigende grad må udvikle og bistå virksomhederne med ydelser som pilotproduktion og

fuldskalaforsøg. Det kan betyde, at GTS-institutterne kommer tættere på markedet og

dermed ind i en grænseflade til private rådgivere. På den anden side presses GTS’erne

af, at universiteterne tager mange tiltag for at bevæge sig tættere på virksomhederne".

Det er vigtigt, at GTS-institutterne finder deres særlige position i et forandret landskab,

hvor også universiteterne er i tæt dialog med virksomhederne.

Kommentar fra Rasmus Stoklund Holm-Nielsen, Erhvervspolitisk konsulent,

Formandssekretariatet i Dansk Metal

Begge fremsyn er interessant læsning, og jeg har ikke omfattende kommentarer. Af

tidsmæssige årsager har jeg alene haft mulighed for at skimme rapporterne.

En enkelt bemærkning, som du kan overveje, om er relevant, kunne dog være ift. avan-

cerede materialer: ESS-anlægget behandles meget kortfattet. Det kunne være nyttigt

med overvejelser omkring, hvad perspektiverne i ESS er for danske virksomheder. Hvem

er ESS relevant for og hvordan kan de nye faciliteter i Lund løfte deres produkti-

on/innovationsevne?

Kommentar fra Richard B. Larsen, chefkonsulent, DI

Mange tak for invitationen til at kommentere på jeres fremsynsrapporter.

Rapporten om materialer sætter efter vores klare opfattelse fokus på et afgørende vigtigt

område, idet knowhow inden for materialer er virkeligt afgørende for at opretholde pro-

duktion i Danmark. Og det er helt rigtigt, når rapporten fremhæver, at materialeteknolo-

gien er en generisk faktor, som er afgørende for hele fremstillingsindustrien og altså ikke

kun for en eller flere isolerede brancher.

Disse indtryk trådte klart frem i det sektorudviklingsprojekt om ”Materialer og processer

for industriel anvendelse”, som DTU og DI gennemførte i foråret 2013. Helt på linje med

beskrivelsen i fremsynsrapporten (afsnit 2.2) konstaterer vi også, at USA med MGI initia-

tivet og EU under LEIT satser stort på materialeteknologisk forskning og udvikling som

platform for at styrke regionernes mulighed for at fastholde og tiltrække industriel værdi-

skabelse.

60

Det er vores klare anbefaling, at der - også koblet til mulighederne i forbindelse med

etableringen af ESS og DANMAX - hurtigst muligt igangsættes en stor national satsning

inden for materialeteknologisk forskning og udvikling. En sådan satsning er komplemen-

tær til den enestående forskningsinfrastruktur, som nu er under opførelse, og bør bero

på sæt samarbejde mellem virksomheder, universiteter og GTS institutter. En sådan

satsning skal fokusere på udviklingen af nye materialer – både hårde, bløde og biologiske

materialer - efter virksomhedernes behov.

Hermed være også sagt, at fremsynsrapporten ikke siger det direkte, men i sin helhed

fremstår med en beskeden vægt på bløde og biologiske materialer, som har en stor be-

tydning for industrien.

ESS og MAX IV er kort nævnt (afsnit 4.2.2), men det er for os at se værd at understrege,

at et fremsyn om perspektiverne ved disse infrastrukturer - ikke mindst efter der forhå-

bentlig gennemføres en større strategisk satsning på den materialeforskning, som er

komplementær til disse anlæg – vil vise et meget betydeligt potentiale for danske virk-

somheder. Vi kan henvise til rapporten fra november 2014 udarbejdet af Copenhagen

Economics; se henvisningen fra denne side: http://www.vaekstmotor.dk/Saadan-loefter-

vi-vaekstpotentialet

Det fremstår imidlertid også klart, at det er helt nødvendigt for at styrke danske virk-

somheders anvendelse af avancerede materialeløsninger, at der er er behov for at styrke

samarbejdet mellem GTS’er og mellem GTS’er, universiteter og virksomheder. Vi er me-

get enige i de gode og rigtige anbefalinger, som fremgår af fremsynsrapporten, s. 11,

men savner at se, at fremtidens løsninger på materialeproblemer vil kræve agilitet mht.

sammensætning af de tværdisciplinære teams af relevante forskere og teknikere, som

skal til for at udvikle løsningerne. Der skal i denne forbindelse henvises til anbefalingerne

i den førnævnte rapport fra DTU og DI om ”Materialer og processer for industriel anven-

delse.

På samme måde, så er det også vores klare indtryk at både GTS’er og universiteter har

specialiseret infrastruktur, som på forskellig vis kan bringes i anvendelse til udvikling af

avancerede materialeløsninger. Mere overordnet vil vi derfor anbefale, at fremsynets an-

befalinger tilføjes en betragtning om vigtigheden af at aktivere både viden og infrastruk-

tur på universiteter og GTS’er til udvikling af avancerede materialeløsninger. Det er vig-

tigt at GTS’er og universiteter arbejder god sammen om dette for at få avancerede mate-

rialeløsninger til at flyde ud til danske virksomheder og bidrage til at styr produktion og

værdiskabelse i Danmark.

61

Kommentar fra Håndværksrådet, Ane Buch, adm. direktør

”Avancerede materialer som KET for vækst i fremtidens industri”

Tak for muligheden for at kommentere udkast til de 3 fremsyn vedr. avancerede materia-

ler, smarte produkter og fremtidens innovationsinfrastruktur.

Vi bakker først og fremmest op om initiativet med at forsøge at give bud på, hvordan

centrale teknologiske og markedsmæssige tendenser kan tænkes at påvirke kravene til

de danske GTS-institutter.

I det følgende kommenteres kort anbefalinger i de 3 fremsyn med specielt fokus på kon-

sekvenser og potentiale får smv’erne.

Vedr. Avancerede materialer som KET for vækst i fremtidens industri

Vi er meget tilfredse med, at det anbefales at udvikle en model for, hvordan GTS’erne

kan spille en mere aktiv rolle i smv’ernes anvendelse af avancerede materialer i produkt

og procesudvikling.

Vi er enige i, at der i forhold til smv segmentet er brug for en holistisk tilgang. Det kræ-

ver, som det anføres, krav til kompetencerne blandt GTS-medarbejderne om en kombi-

nation af dyb faglig viden og en mere bred viden om virksomhedens produktion. Hertil

kommer udvikling af nye modeller for, hvordan man skaber kontakt til smv-segmentet.

Vi er enige heri og kan vi tilføje, at der er behov for at udvikle rådgivnings tilbud, der i

større udstrækning følger et udviklingsprojekt til dørs, så muligheden for succesfuld im-

plementering øges.

Det er oplagt i denne sammenhæng at bruge eksisterende redskaber som innovations-

agenter, InnoBooster og innovationsnetværk. Der er dog utvivlsom også brug for udvik-

ling af nye veje, ligesom der må være behov for kompetence opbygning af de medarbej-

dere i GTS-regi, der skal arbejde med denne målgruppe.

Kommentar fra MADE, Nigel Edmondson, direktør

Tak for rapporten ”Avancerede materialer som KET for vækst i fremtidens industri”.

Jeg har med interesse læst rapporten og kan tilslutte mig indholdet og anbefalingerne,

som fokuserer på de aktiviteter og det behov, der er for at videreudvikle GTS-netværks

ekspertise inden for Advanced Materials. Dette vil hjælpe danske virksomheder med fort-

sat at konkurrere i nicher på markedet.

Jeg ser en række paralleller til udviklingen af den danske fremstillingsplatform MADE -

Manufacturing Academy of Danmark -, som fokuserer på at kombinere de vigtigste res-

sourcer på tværs af dansk industri, danske universiteter og GTS-netværket til at levere

industriel forskning, innovation og uddannelsesaktiviteter rettet mod at forbedre Dan-

marks konkurrenceevne inden for fremstillingsindustrien.

Jeg tror, en endnu stærkere GTS-løsning kan udvikles ved at skabe en Advanced Materi-

als Platform, som har en konstruktion svarende til MADE.

62

Kommentar fra Rasmus Grusgaard, Plastindustrien

Jeg har ikke nået at læse rapporten dybt nok til at kunne bidrage til kommenteringsop-

gaven, men en kommentar til projektet overordnet set, er at i vores netop afsluttede

medlemsundersøgelse (som ikke er offentliggjort endnu) scorer punktet 'nye materialer'

højest blandt medlemmernes interesse for innovationsydelser og ny viden. Tilsvarende

drejer en del henvendelser til vores sekretariat sig om identifikation eller udvikling af

materialer med specifikke egenskaber. Vi prioriterer derfor området fremadrettet.

Kommentar fra RUC, Peter Kjær, Prorektor

Roskilde Universitet (RUC) hilser de to teknologi- og innovationsfremsyn inden for hhv.

”Avancerede Materialer” og ”Smarte produkter og Internet-of-Things” velkommen som

meget vigtige indspil i relation til såvel de nationale politikker på området, men også i

særdeleshed i udformningen af Horizon 2020. Det er således også vores håb, at der i det

videre arbejde vil blive taget mere hensyn til forskning inden for samfundsvidenskaberne

og humaniora samt draget fordel af det store uudnyttede potentiale i tværvidenskabelig

forskning.

Avancerede materialer som Key Enabling Technology (KET) for vækst i fremtidens indu-

stri:

1. RUC er aktiv inden for forskning i avancerede materialer som i fx Center for Seje Væ-

skers Dynamik (Glas og Tid), og ser det som naturligt, at RUC får mulighed for at indgå i

skabelse af et nationalt forum omkring avancerede materialer. RUC anbefaler derfor et

forum, hvor GTS, universiteter og virksomheder samarbejder fokuseret på avancerede

materialers rolle i bæredygtighed og cirkulær økonomi. Dette forum kunne bidrage til de

danske ESS og MAX IV aktiviteter og interesser.

2. RUC anbefaler derfor en styrkelse af en koordineret indsats på materialeområdet med

fokus på simulering, skalaforsøg og demonstrationsfaciliteter/pilotproduktion for avance-

rede materialer og processer, der kan bidrage til at styrke brobygningen mellem grund-

forskningen på universiteterne og industriens praktiske behov.

3. RUC støtter et tværfagligt erhvervs-PhD-program inden for avancerede materialer

sammen med GTS-netværket, universiteter og industrien.

Kommentar fra Aarhus Universitet, Niels Chr. Nielsen, dekan

Det påpeges i rapporten, at virksomheder oplever en udfordring med at opnå adgang til

dyb specialisering inden for avancerede materialer. En sådan udfordring (og tilsvarende

på andre områder af industriel betydning) kan løses gennem oprettelsen af instrument-

platforme og industriportaler på universiteterne (p. 9). En række danske universiteter er

gang med sådanne højt prioriterede indsatser. Her vil det være relevant at drøfte en ar-

bejdsdeling, hvor universiteterne huser avanceret/sjældnere/forskningstungt instrumen-

tel og GTS’erne fx bidrager med instrumentel af mere gængs karakter.

ST (Science and Technology, red.) er enig i behovet for og forslaget om at fokusere på

nanomaterialer (p. 9) og cirkulær økonomi (p.10).

63

Det antydes i fremsynet, at universiteterne i for høj grad skulle være ved at bevæge sig

ind på GTS’ernes virkeområde ved at bevæge sig tættere på virksomhederne. ST er enig

i, at det er vigtigt med en hensigtsmæssig og klar arbejdsdeling, men deler ikke opfattel-

sen af, at GTS’erne skulle være presset pga. universiteternes (i øvrigt politisk efterspurg-

te) interaktion med virksomheder. Tværtimod finder vi den øgede vekselvirkning mellem

universiteterne (viden, kandidater, instrumentel) som værende særdeles vigtig i relation

til en vidensbaseret vækstdagsorden.

Der fremsættes anbefaling om etablering af ”et højteknologisk udviklings-og produkti-

onscenter for avanceret materialeanvendelse”. Denne anbefaling støttes ikke af ST.

På erhvervs-ph.d.-program området eksisterer allerede en række gode virkemidler, der

har til formål at sikre uddannelsesmæssigt samarbejde ml. virksomheder og universiteter

uden GTS involvering. ST vurderer, at behovet kan dækkes via allerede etablerede aktivi-

teter.

Kommentar fra Aalborg Universitet, Martin Heide Jørgensen, institutleder

Avancerede materialer og avanceret anvendelse af materialer udgør et nøgleområde for

AAU i såvel uddannelser og forskning.

AAU er meget enig I rapportens generelle anbefalinger. Materialer vil forsat være en nøg-

le til vækst for Danmark. Området er i en rivende udvikling, så der er et stort behov for

forskning og uddannelse, samt at GTS styrker sine kompetencer på dette område.

Avancerede materialer er et indsatsområde for f.eks. Innovationsfonden. Der vil blive

iværksat et samfundspartnerskab og 3-4 mindre projekter i nærmeste fremtid. Dette

tiltag løser dog ikke meget i forhold til behovet som rapporten peger på.

Industrien har behov for adgang til avanceret udstyr og pilot anlæg, hvor virksomheder

kan komme fra prototype til produkt. Ligeledes er der et stort behov for at kunne frem-

stille og teste egenskaber for nye materialer, ikke kun eksempelvis de avancerede nano

kompositter, men også de nye grønne bio- eller biobaserede materialer, hvor der ikke er

erfaring med f.eks. additivers indflydelse, når der skal laves en egenskabsmodificering.

Laboratorie faciliteter for materiale processer og karakterisering er udbredt rundt i lan-

det, med en særlig koncentration på AAU, DTU, DTI og FORCE. På AAU er der investeret

trecifrede millionbeløb i nye laboratorier (også med pilotline faciliteter) for især plast,

nanomaterialer og kompositter med nyt state-of-the-art udstyr. På DTU er der ligeledes

investeret kraftigt indenfor især nanoskopi og metalprocesser. GTS råder ligeledes over

en udstyrspark af en betragtelig størrelse. Denne spredning er god, idet studerende på

universiteterne skal have adgang til udstyr. Avanceret udstyr er en forudsætning for ud-

dannelse og forskningen.

Derfor skal oprettelsen af et højteknologisk udviklings- og produktionscenter for materia-

ler fra starten tænkes som en skranke for nationale alliancer mellem Universiteter og

GTS, så man kan udnytte og styrke de laboratoriefaciliteter som allerede findes.

64

I forhold til Industriens behov vil der skulle findes løsninger på kapacitetsproblemer på

nøgleudstyr, og sandsynligvis øget fokus på investeringer i pilotlines. I EU sammenhæng

er der af kommissionen iværksat et Engineering og Upscaling Cluster som samler materi-

aleaktiviteter på tværs af FP7 og Horizon 2020, hvor AAU deltager. Formålet her er netop

at pege på behovet for tilsvarende faciliteter og programmer indenfor f.eks. NMP pro-

grammet i Horizon 2020.

AAU bidrager gerne til en vidensopbygning i GTS nettet, og ser en PhD ordning som den

bedste vej til dette. Ligeledes vil AAU gerne deltage i et samarbejde med GTS, hvorved

man sikrer kapacitetsudnyttelse og nyanskaffelser som giver bedst mulige forhold for

uddannelser, forskning og GTS betjening af industrien. Man kan forestille sig flere model-

ler, fra fælles laboratorier til tæt samarbejde.

65

7. Referencer

7.1. Interview

Videnmiljøer

Aarhus Universitet, Peter Thostrup, Vice-centerleder for iNano-centeret og Bo Brummer-

stedt, professor i Kemi

Aalborg Universitet, Professor Jesper de Claville Christiansen

Danmarks Tekniske Universitet, Professor Per Møller

Syddansk Universitet, Professor Peter Morgen

Virksomheder

B&O Medicom - Udviklingsleder Mogens Rasmussen

Danfoss Technology Centre - Tina Larsen, Director, Global Services

Dinex - Henrik Christensen, Team Leader Test and Validation

Haldor Topsøe - Søren Dahl, Programme manager, batteri-materialer R&D

Linimatic - Adm. dir. Jacob Himmelstrup

Maersk Oil - Stefan Schlie, Head of Mechanical Facilities og Anton Lundgaard Bork, Senior

Piping Engineer

NOV Flexibles (National Oilwell Varco Denmark I/S) - Adam Rubin, R&D Manager, Materi-

al Technology

Oticon - Claus Würfel, Head of Hearing Instrument Platforms

7.2. Litteratur

Teknologifremsyn og tech mining

Andersen, A. D., & Andersen, P. D. (2014). Innovation system foresight. Technological

Forecasting & Social Change 88, s. 276-286.

Jørgensen, P. D. (2001). Grundnotat om metoder indenfor teknologisk fremsyn.

Erhvervsfremmestyrelsen.

Porter, A. L., & Cunningham, S. W. (2005). TECH MINING - Exploiting New Technologies

for Competitive Advantage. Wiley.

66

Avancerede materialer

DTU og DI: Materialer og processer for industrielle anvendelser, 2012

ESS og MAX IV som vækstmotorer i Hovedstadsregionen: Danmark i centrum for materi-

ale- og bioteknologiske løsninger. Perspektiver og nødvendige tiltag i forbindelse med

ESS og MAX IV. November 2014

EuMaT: Strategic Research Agenda, 2nd edition - 2012, The European Technology Plat-

form for Advanced Engineering Materials and Technologies, 2012

European Commission: A European strategy for Key Enabling Technologies – A bridge to

growth and jobs, COM(2012) 341 final, Brussels 2012

European Commission: European Research and Innovation in Materials Science and Engi-

neering - Towards a prioritisation of research topics, Report from the Materials Summit in

Brussels 23 May 2013, DG Research and Innovation, 2013a

European Commission: HORIZON 2020 Work Programme 2014 – 2015. 5. Leadership in

enabling and industrial technologies - ii. Nanotechnologies, Advanced Materials, Biotech-

nology and Advanced Manufacturing and Processing, Decision C (2014)4995 of 22 July

2014

European Commission: Nanotechnology - the invisible giant tackling Europe's future chal-

lenges, DG Research and Innovation, 2013b

Executive Office of the President: Fact Sheet: Progress on Materials Genome Initiative,

May 14, 2012

Featherston & O’Sullivan; A review of international public sector strategies and

roadmaps: a case study in advanced materials, University of Cambridge, 2014

Future Markets, Inc; Metal Oxide Nanoparticles Global Market 2010-2022, Oktober 2014.

Foresight: The Future of Manufacturing: A new era of opportunity and challenge for the

UK. Summary Report, The Government Office for Science, London 2013.

Idea Consult et al.: Feasibility study for an EU Monitoring Mechanism on Key Enabling

Technologies, European Commission, DG Enterprise and Industry, 2012

Shipp, Stefanie et al.: Emerging Global Trends in Advanced Manufacturing, Institute for

Defense Analysis, Virginia, 2012

Laub, Louise Nikolina og Christensen, Morten: Kortlægning af anvendelsesmuligheder

inden for materialeområdet. ESS og MAX IV som vækstmotorer i Hovedstadsregionen,

ikke dateret (2014?)

NANOfutures: Integrated Research and Industrial Roadmap for European Nanotechnolo-

gy, 2012

National Science and Technology Council: Materials Genome Initiative for Global Compet-

itiveness, June 2011

67

Oxford Research: Technology and market perspective for future Value Added Materials,

European Commission, DG Research and Innovation, 2012

SEAC SIG: Time for Strategic Change: UK Surface Engineering and Advanced Coatings

Industry, 2014

68

Bilag A: Deltagere i udvidet arbejdsgruppemøde, interessentmøde,

ekspertworkshop og strategisk workshop

Udvidet arbejdsgruppemøde, 20. oktober 2014

Arbejdsgruppen:

Lisbeth Hilbert, Force Technology

Marianne Strange, Force Technology

Peter Sommer-Larsen, Teknologisk Institut

Analysegruppen:

Stig Yding Sørensen, Teknologisk Institut

Janne Sylvest, Teknologisk Institut

Kasper Damgaard Johansen, Teknologisk Institut

GTS-sekretariatet:

Dorthe Sjøbeck Christiansen

Deltagere fra øvrige GTS-institutter:

Jan Hald, DFM

Lars H. Pedersen, Bioneer

Carsten Damgaard, DBI

Margrethe Winther-Nielsen, DHI

Interessentmøde, 6. november 2014

Marcel A. J. Somers, DTU MEKANIK

Mette Bak, Københavns Erhvervsakademi

Michael Prehn, Danske Maritime

Shin Skovbølling Knudsen, Styrelsen for Forskning og Innovation

Erik Haastrup Müller, IDA - Materialeteknologi

Niels Christian Nielsen, DI - Fremstillingsindustrien

Flemming Ingerslev, Miljøstyrelsen

Jane Hvolbæk Nielsen, DTU Fysik

Nigel F. Emondson, MADE

Dorte Walzl Bælum, Dansk Materialenetværk

Hans Nørgaard Hansen, ATV Semapp

Carsten Møller, DBI

Lisbeth Hilbert, FORCE Technology

Peter Sommer-Larsen, Teknologisk Institut

Stig Yding-Sørensen, Teknologisk Institut

Dorthe Sjøbeck Christiansen, GTS-foreningen (referent)

69

Ekspertworkshop, 11. december 2014

Deltagere fra industrien:

Haldor Topsøe A/S: Alfons Molenbroek, Dr. Ir. , General Manager | Management

Group R&D

Coloplast A/S: Hanne Everland, Director GRD

Leo Pharma A/S: Niels Bjerrum Thomsen, Director, Head of Medical Device & Pri-

mary Packaging

Arbejdsgruppedeltagere fra GTS-institutter:

Peter Sommer Larsen, Teknologisk Institut (Projektleder)

Lisbeth Hilbert, FORCE Technology

Marianne Strange, FORCE Technology

Lars Pleth Nielsen, Teknologisk Institut

Analysegruppe:

Stig Yding Sørensen, Teknologisk Institut (Analyseleder)

Janne Sylvest, Teknologisk Institut

Strategisk workshop med GTS, 15. december 2014

Ledelsesdeltagere fra GTS-institutterne:

Jan Hald, DFM

Head of Innovation Magrethe Winther-Nielsen, DHI

Forskning- og udviklingschef Carsten Damgaard, DBI

Ib Bertelsen, Centerdirektør, DBI

CSO Lars Hagsholm Pedersen, Bioneer

Direktør - Marked og Innovation Jens Roedsted, FORCE Technology

Direktør - Materialer Mikkel Agerbæk, Teknologisk Institut

Arbejdsgruppedeltagere fra GTS-institutter:

Lisbeth Hilbert, FORCE Technology

Marianne Strange, FORCE Technology

Lars Pleth Nielsen, Teknologisk Institut

Leif Højslet Christensen, Teknologisk Institut

Peter Sommer Larsen, Teknologisk Institut (Projektleder)

Analysegruppe:

Janne Sylvest, Teknologisk Institut

Stig Yding Sørensen, Teknologisk Institut (Analyseleder)

GTS-sekretariatet:

Informationschef Dorthe Sjøbeck Christiansen

70

Bilag B: Oversigt over materiale-kompetencer på GTS-institutterne

Teknologisk Institut råder over et af Danmarks største og mest omfangsrige materia-

lelaboratorier. Herfra serviceres dansk industri med akkrediterede laboratorieundersø-

gelser, avancerede materialeanalyser, havari- og fejlanalyser, typeafprøvning, proces- og

produktrådgivning, forsknings- og udviklingsaktiviteter samt videnformidling. Specielt er

Teknologisk Institut førende på følgende områder:

Rådgivning, udvikling og produktion af keramiske belægninger

Test og simulering af emballagekoncepter samt transporttest og simulering af

emballerede produkter

RFID-testcenter

Scanning elektronmikroskopi, røntgenoverfladeanalyser og mikro-CT-scanning

Analyser af plast, metal og medicinske produkter

Klima, salttåge, QUV og korrosionstests

Additive Manufacturing, prototyping og metrologianalyser

Superkritiske og polymerbaserede synteseprocesser

Faciliteter til fremstilling af katalytiske gasrensningskomponenter og membran-

/barrieresystemer

Faciliteter til pilotproduktion af overfladecoatings, herunder nanofilm, tyndfilm,

nanostrukturer og Sol-Gel-coatings

Avanceret ionimplantering, CVD- og PVD-coatings

Superkritisk syntese af funktionelle nanomaterialer

Elektronmikroskopi, røntgenmikroanalyse, spektroskopi røntgendiffraktion, time-

of-flight sekundær massespektrometri, røntgen fotoelektron spektroskopi

Certificering efter Maskindirektivet, Atex, PED m.fl.

Teknologisk Instituts øvrige faglige divisioner dækker en række områder med materiale-

kompetencer på fagområder som bygge- og isoleringsmaterialer, f.eks. mekaniske test af

træ, beton, mursten, mørtel og tekstil; fuldskalaafprøvning af byggematerialer; analyser

af beton og asfalt; screening og prøvetagning af byggeaffald i forhold til miljøskadelige

stoffer og prøvning for afgasning af kemiske stoffer.

FORCE Technology leverer teknologisk service til en bred vifte af industrier nationalt og

internationalt bl.a. via datterselskaber i Norge, Sverige, USA, Rusland, Kina og Singapo-

re. FORCE Technology udgør i Danmark den største samlede kompetence inden for mate-

rialeteknologi med tilhørende akkrediterede ydelser, laboratorier og avanceret udstyr.

Kombinationen af materialeudfordringer, karakteriseringsfaciliteter og metoder til

test, overvågning og inspektion er central i FORCE Technology's tilgang til arbejdet

med materialer.

Generelle ydelser er materialeanalyse og -undersøgelser, overfladekarakterisering, ska-

des-og havariundersøgelser, tilstandsvurdering, kvalitetskontrol, funktionstest, mekanisk

prøvning og anden prøvning, korrosionsbeskyttelse, samt rådgivning i relation til pro-

dukt- og procesudvikling og ved drift og vedligehold. Materialeudfordringer kan spænde

vidt fra f.eks. lasersvejsning med tilhørende metallurgiske udfordringer til komposittek-

71

nologi ved genanvendelse af vindmøllevinger eller til levetid af komponenter under bio-

masseforbrænding.

Inden for avancerede materialer er følgende faciliteter og spidskompetencer af særlig

relevans:

Avanceret mikroskopi, herunder SEM, ESEM, FIB-SEM, 3D optisk profilometri,

FTIR mikroskopi

Avancerede ikke destruktive prøvningsmetoder, herunder ultralyd, digital radio-

grafi mv.

Tværfaglige materialekompetencer, metaller, keramer, kompositter, polymerer,

elastomerer

Termisk sprøjtning og laserfusing af metalliske og keramiske belægninger

Specialiserede test til belastning under atmosfæriske forhold, høje temperaturer,

eller tryk

Simulering og design af beskyttelsessystemer og komponenter

Påvirkninger af materialer på miljø, bæredygtighed, LCA analyser

CFD-beregning for design og optimering af komponenter og strukturer

Design og optimering af Kompositmaterialer (Industriens Kompositlaboratorium)

Lindø Welding Technology (LWT) Svejsning og lasersvejsning

Fundament og Komponenttestcenter (vindmøllekomponenter og fundamenter

fuldskala)

Blade Test Center (BLAEST)

Dansk Testcenter for Bioenergi.

DFM’s primære aktiviteter inden for "avancerede materialer" ligger inden for karakterise-

ring af overflader, pulvere, nanomaterialer, og optiske komponenter. DFM’s fokus er på

nøjagtige målinger med sporbarhed til SI enhederne, hvormed kunderne får pålidelige

data til optimering og specifikation af produktegenskaber. De parametre, som DFM typisk

måler i forbindelse med avancerede materialer, er nanostrukturers geometri, materiale-

egenskaber (f.eks. hårdhed på nm-skala og fotokatalytiske egenskaber), overfladeruhed,

optiske egenskaber (f.eks. farve og transmission) samt partikelstørrelse og -antal. DFM

råder over adskillelige ’state-of-the-art’ måleopstillinger, der alle er kalibreret med spor-

barhed til SI enhedssystemet, bl.a.:

Atomic Force Microscope (AFM) til bl.a. nøjagtig udmåling af nanostrukturer og ruhed

samt karakterisering af materialeegenskaber på nanometerskala

Egenudviklede opstillinger til Mueller polarimetry og scatterometry anvendt til optisk

karakterisering af overflader og tyndfilm

Kombineret konfokal/interferens mikroskop

Udstyr til måling af partikelstørrelse (fra ca. 100 nm til ca. 10 µm) og –antal

Opstillinger til karakterisering af lyskilder (f.eks. LED) og optiske komponenter (f.eks.

optiske fibre).

DHI har ca. 60 medarbejdere, der beskæftiger sig med vurdering af kemiske stoffers og

materialers skæbne under produktion og anvendelse samt deres potentielle effekter på

mennesker og miljø. DHI har en omfattende indsigt i miljølovgivningen og reguleringen

af anvendelsen af nye materialer f.eks. inden for medico, fødevarekontaktmaterialer og

72

artikler under EU’s kemikalielovgivning REACH. DHI har ekspertise i gennemførelse af

sikkerhedsvurderinger og udarbejdelse af den tilhørende dokumentation. Aktiviteterne

omfatter estimering af stoffrigivelse fra materialer og den resulterende eksponering af

mennesker og miljø. DHI råder over et økotoksikologisk laboratorium, hvor man udfører

standardiserede og specialiserede test i overensstemmelse med ISO 17025 for bioned-

brydelighed, toksicitet og bioakkumulering af kemiske stoffer og produkter. Laboratoriet

er akkrediteret af DANAK og er godkendt til at udføre undersøgelser i overensstemmelse

med OECD’s GLP (Good Laboratory Practice). DHI deltager i udvikling og tilpasning af

testmetoder for undersøgelse af nanomaterialer deriblandt:

Bioakkumulering af nanopartikler i vandlevende organismer

Optagelse af nanopartikler gennem fødekæden

Udvaskning af nanopartikler gennem sediment- og jordsystemer

Kroniske effekter af nanopartikler over for vand- og jordlevende organismer

Screening af toksicitet ved brug af fiskeembryoner.

73

Bilag C: Europæisk forskning i avancerede materialer

I Europa gennemføres der tusindvis af forsknings- og innovationsprojekter gennem EU's

programmer: Horizon 2020 og dets forgænger FP7, COSME og dets forgænger Competi-

tiveness & Innovation programme (CIP), 3rd Health Programme, Coal & Steel og Consu-

mer programme. EU har skabt en informationsservice, der giver overblik over forsknings-

og udviklingsprojekterne. Servicen hedder CORDIS (Community Research and Develop-

ment Information Service).

I perioden 2007-2014 er der iværksat over 22.000 projekter alene under FP7, hvoraf

8.000 projekter er afsluttet med udgangen af 2014. 1.153 FP7-projekter vedrører avan-

cerede materialer.26

Projekterne om avancerede materialer har tilsammen kostet 5,5 milliarder euro og er

støttet med EU-midler for knap 3,8 milliarder euro. Projekterne om avancerede materia-

ler udgør i antal 5,2 procent af alle FP7-projekter, mens de samlede omkostninger udgør

14,0 procent af alle FP7-projekter. Projekterne er altså noget større end det gennemsnit-

lige FP7-projekt. Det gennemsnitlige FP7-projekt har kostet 2,7 millioner euro, hvor et

projekt om avancerede materialer typisk har kostet 4,7 millioner euro.

Desuden adskiller projekterne med de avancerede materialer sig ved at have en højere

finansiering udefra end andre FP7-projekter. Et FP7-projekt har typisk været støttet med

75 procent fra EU-Kommissionen, mens et projekt om avancerede materialer har modta-

get 70 procent.

26 Der er dansk deltagelse i 1.669 FP7-projekter – heraf 385 med projektlederskab. Universiteter

og GTS er med i flest projekter – eksempelvis DTU med mindst 310 projekter eller Teknologisk

Institut med 44 projekter – men hovedparten af deltagerne er danske virksomheder, hvor NOVO-

ZYMES er i front med mindst 15 projekter og Topsøe Fuelcells med mindst 12 projekter. Tallene er

beregnet af Teknologisk Institut med udgangspunkt i databaser fra CORDIS. Projekterne i CORDIS-

databasen er kategoriseret efter tema. Projekter vedrørende avancerede materialer er ikke op-

mærket særskilt. Til denne analyse er projekterne fundet ved at finde de projekter, som gennem-

ført under FP7-NMP, eller er mærket med ”Materials Technology” eller ”Nanotechnology and na-

nosciences” samt en række stikord. Der er fundet i alt 1.153 projekter af de 22.041 projekter med

filteret:

SELECT Projects.* FROM Projects WHERE (((Projects.SUBJECTS) Like "Materials Technology*")) OR

(((Projects.OBJECTIVES) Like "*value added materials*")) OR (((Projects.OBJECTIVES) Like

"*hybrid materials*")) OR (((Projects.SUBJECTS) Like "Nanotechnology and Nanosciences")) OR

(((Projects.PROGRAMME) Like "*FP7-NMP*")) OR (((Projects.OBJECTIVES) Like "*advanced mate-

rials*")) OR (((Projects.OBJECTIVES) Like "*multi materials*")) OR (((Projects.OBJECTIVES) Like

"*advanced application of materials*")) OR (((Projects.OBJECTIVES) Like "*3d print*" Or (Pro-

jects.OBJECTIVES) Like "*three dimensional print*" Or (Projects.OBJECTIVES) Like "3-D print*" Or

(Projects.OBJECTIVES) Like "*composites*"));

Der kunne knyttes flere stikord til søgningen. Med NMP-programmet og temaerne materials tech-

nology og nanotechnology and nanosciences er kernen af projekter om avancerede materialer in-

kluderet, men der kan være projekter i andre dele af FP7-programmet, som også havde været

relevante. Udvalget på 1.153 projekter er med andre ord et minimumsudvalg, som giver et indtryk

af omfanget af forsknings- og udviklingsarbejdet og de implicerede aktører.

74

Eksempler på EU-projekter under FP7, som omfatter avancerede materialer, er f.eks.:

Netværk mellem Europa og Latinamerika om avancerede materialer og industrielt

interessante nanomaterialer. CBS var den danske deltager i FP7-NMP-projektet til

1,1 millioner euro fra 2009 til 2012. Se mere http://www.icmab.es/eulasur/

Intelligent and Customized Tooling (IC2). IC2-projektet har arbejdet med ny

teknologi og organiseringsmodeller for værktøjsindustrien. Teknologisk Institut

var den danske deltager i FP7-projektet til 4,6 millioner euro fra 2010 til 2013. Se

mere på http://www.ic2-eu.org/

Advanced Lasers for Photovoltaic INdustrial processing Enhancement

(ALPINE). ALPINE-projektet har arbejdet med avanceret laserteknologi, som åb-

ner mulighed for avancerede industrielle processer og for udnyttelse af solenergi.

NKT Photonics A/S var den danske deltager i FP7-NMP-projektet til 9 millioner eu-

ro fra 2009 til 2012. Se mere på http://www.project-alpine.eu/

Innovative solid oxide electrolyser stacks for efficient and reliable hydro-

gen production (RelHy) arbejdede med next generation elektrolyse. DTU og

Haldor Topsøe A/S var de danske deltagere i FP7-Energy-projektet til 4,5 millioner

euro fra 2008 til 2011. Læs om projektet i

http://cordis.europa.eu/result/rcn/90482_en.html

Coordination of nanometrology in Europe (CO-NANOMET) udnytter nano-

teknologi til malinger i nanostørrelse. DTU’s Dansk Fundamental Metrologi var den

danske deltager i FP7-NMP-projektet til 1,5 millioner euro fra 2009-2012. Læs

mere på http://www.co-nanomet.eu/

Langt de flest projekter (799) er oprettet gennem rammeprogrammet FP7-NMP, og pro-

grammerne FP7-JTI og FP7-people står for hver godt 100 projekter. De resterende pro-

jekter er fordelt på en række FP7-programmer.

75

FP7-NMP-programmet er et kerneprogram (forskningstema) for avancerede materialer,

og lige over 3,2 mia euro i EU-støttemidler er anvendt på dette område. Målet med te-

maet "Nanosciences, nanotechnologies, materials and new production technologies" er at

styrke den europæiske industris konkurrenceevne ved at udvikle og sprede nøgleteknolo-

gier til alle industrielle sektorer. Temaet er beskrevet på

http://cordis.europa.eu/programme/rcn/854_en.html. FP7-JTI-programmet Joint Techno-

logy Initiatives (JTIs) er større, tværgående forskningsindsatser, der skal støtte tværna-

tionale forskningsindsatser.27 FP7-People er også kendt som ”Marie Curie” og netværks-

skabende projekter for forskere.28 FP7-SME29-projekterne – hvoraf 28 handler om avan-

cerede materialer – har haft fokus på at styrke små og mellemstore virksomheders mu-

ligheder for at kunne anvende avancerede teknologier.

Projekterne om avancerede materialer er igangsat i perioden 2007-2014 og slutter i de

kommende år. De sidste projekter afsluttes i 2019, og halvdelen af projekterne afsluttes i

2015-2017. Fra FP7-programmets start til de sidste projekters (planlagte) afslutning går

27 http://cordis.europa.eu/programme/rcn/870_en.html 28 http://cordis.europa.eu/fp7/people/home_en.html 29 http://cordis.europa.eu/programme/rcn/862_en.html

9 1 2 1 22 36

1

103

3

799

107

6 3 28

7 25

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

€ -

€ 500.000.000

€ 1.000.000.000

€ 1.500.000.000

€ 2.000.000.000

€ 2.500.000.000

€ 3.000.000.000

€ 3.500.000.000

€ 4.000.000.000

€ 4.500.000.000

€ 5.000.000.000

FP7 projekter om avancerede materialer

EU-funding Anden funding Antal

76

der således 12 år. Effekten af FP7-programmets forskning og udvikling i avancerede ma-

terialer vil således formentlig spredes i de kommende år.

Den stærkeste aktør for avancerede materialer er tyske Fraunhofer, som er projektleder

for 41 projekter til en værdi af i alt 260 millioner euro. Men det samlede billede er, at

mange aktører er involveret. I alt 490 aktører har en projektlederrolle. De 10 ”stærkeste”

aktører leder 177 projekter for 843 millioner euro.

Danske aktører deltager i 138 af de 1.153 projekter om avancerede materialer. Projek-

terne har en værdi af 945 millioner euro. Langt hovedparten af projekterne er i pro-

grammet FP7-NMP, mens dansk deltagelse er mindre synlig i FP7-JTI og FP7-People, hvor

den europæiske aktivitet er højere.

2

18

92

173 168

185

221

175

102

11 2 0

50

100

150

200

250

€ -

€ 200.000.000

€ 400.000.000

€ 600.000.000

€ 800.000.000

€ 1.000.000.000

€ 1.200.000.000

2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Slut tidspunkt for FP7 projekter om avancerede materialer

Projektsum Antal

77

2 1 1 4

126

2 1 1 0

20

40

60

80

100

120

140

0 €

100.000.000 €

200.000.000 €

300.000.000 €

400.000.000 €

500.000.000 €

600.000.000 €

700.000.000 €

800.000.000 €

900.000.000 €

1.000.000.000 €

FP7 projekter med danske deltagelse om avancerede materialer

EU-funding Anden funding

78

Danskerne udgør 1,1 procent af EU's 580 millioner indbyggere, og der er ikke danske

aktører i alle temaer. Der er et Euroatom-fusion temaprojekt om avancerede materialer,

og det havde repræsentation af 27 lande. I forhold til Danmarks befolkningsmæssige

andel af EU er danske aktører overrepræsenteret i FP7-NMP-projekter, FP7-SME, FP7-ICD

og FP7-JTI.30

DTU er den mest aktive danske projektleder, og på den europæiske liste ligger DTU på

en 20. plads med lederskab af 6 projekter for i alt knap 36 millioner euro. Men DTU del-

tager desuden i 43 projekter til en værdi af næsten 360 millioner euro.

30 Beregningen kan kun give en indikation. Ved antal projekter indgår projektets størrelse ikke, og ved brug af

projektsum er det ikke muligt at se den danske andel.

22%

0%

0%

100%

5%

0%

0%

4%

0%

16%

1%

0%

0%

4%

0%

4%

20%

0%

0%

100%

1%

0%

0%

20%

0%

19%

12%

0%

0%

3%

0%

8%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

FP7-ENERGY

FP7-ENVIRONMENT

FP7-EURATOM-FISSION

FP7-EURATOM-FUSION

FP7-ICT

FP7-IDEAS-ERC

FP7-INFRASTRUCTURES

FP7-JTI

FP7-KBBE

FP7-NMP

FP7-PEOPLE

FP7-REGPOT

FP7-SECURITY

FP7-SME

FP7-SPACE

FP7-TRANSPORT

Dansk deltagelse i EU projekter om avancerede materialer Procent deltagelse efter antal iværkatte projekter og projektsum

Efter projektsum Efter antal

79

Tabel 1: Danske projektledere i projekter om avancerede materialer samt aktører, som

deltager i mere end et projekt om avancerede materialer under FP7 (2007-2014)

Følgende danske virksomheder har hver deltaget i et projekt om avancerede materialer under FP7: 3XN AS, AS

KENNETH WINTHER-VARKTOJSFABRIK, BRABO VENTURES DK, CEMECON SCANDINAVIA AS, COPENHAGEN

80

BUSINESS SCHOOL, CREATE IT REAL APS, DANFOSS A/S, DANFOSS IXA AS, DANISH POWER SYSTEM APS, DANSK

TEKNOLOGISK INSTITUT FORENING, DANSK VARMEPUMPE INDUSTRI AS, DANTEC DYNAMICS AS, DHI, DIFFUS

DESIGN IS, ELECTROCELL A/S, ERHVERVS- OG BYGGESTYRELSEN, EXHAUSTO AS, FAKTOR 3 APS, FJ INDUSTRIES

A/S, ODENSE JERNVAREFABRIK FJ STEEL FJ SINTERMETAL, GEA PROCESS ENGINEERING AS, GIBEN SCANDINAVIA

AS, HALDOR TOPSOE AS, IDEALCOMBI AS, INNOSPEXION APS, KALUNDBORG KOMMUNE, KMT NORD APS, LEGO

SYSTEM AS, LIQTECH INTERNATIONAL A/S, LITHIUM BALANCE A/S, MERMAID VENTURE APS, BRABO VEN-

TURESDENMARK INVESTORNET GATE2FINANCINGDK GATE2GROWTH DK, MT HOJGAARD AS, NATIONALMU-

SEET, NEURODAN AS, NIL TECHNOLOGY APS - NILT NANOMASK APS, PASCHAL-DENMARK A/S, PHOTOSOLAR

AS, POLERTEKNIK APS, RAMBOLL DANMARK A/S, RECON A/S, ROHM AND HAAS EUROPE SERVICES APS, SKJOL-

STRUP & GRONBORG APS, SONION A/S, STRECON AS, STRUERS AS KBUS 17 NR.1181 SPG OF 1997 STRUERS

HOLDING STRUERS TECH, TANTALUM TECHNOLOGIES A/S, THE GEOLOGICAL SURVEY OF DENMARK AND

GREENLAND, TOOLPARTNERS AS, UNICON A/S, UNIVERSAL ROBOTS AS, VELUX AS og VESTAS WIND SYSTEMS

A/S.

81

Bilag D: Tech mining – kulstof-nanorør

Indledning

Kulstof-nanorør –på engelsk carbon nanotubes – er et stærkt materiale, som kan

anvendes til f.eks. at lede elektrisk strøm.31 Rørene kan fremstilles helt ned til 0,4

nanometer. Kulstof-nanorør har været kendt i snart 25 år og blev opdaget i 1991 af den

japanske fysiker Sumio Iijima. Materialet er langt stærkere end f.eks. stål og kevlar og er

mere fleksibelt og ledende. Der er forventningen, at anvendelsen af kulstof-nanorør vil

give nye muligheder i industrien. I det følgende anvendes globale databaser over

videnskabelig litteratur og patenter til at få indblik i den forskning og udvikling, som

finder sted.

Tech mining i litteratur og patentbaser

Thomson Reuters Web of Knowledge er den førende informationsplatform i verden, når

det handler om at finde akademisk litteratur. Resumeerne af den videnskabelige

litteratur går 100 år tilbage, der er 54 millioner tekster fra 5.294 videnskabelige

publikationer inden for 55 fagområder. Der er citeret mere end 760 millioner referencer.

Der findes ingen andre litteraturdatabaser på det niveau. Litteraturdatabaserne

inkluderer: The Web of Science, Science Citation Index®, Social Science Citation

Index®, Arts & Humanities Citation Index®, Current Contents Connect, Conference

Proceedings og INSPEC.

Figur 4: Antal artikler om carbon nanotubes i 2014 – førende universiteter

Kilde: Teknologisk Institut (2014) beregnet på Web of Knowledge

En søgning på “Carbon nanotubes”32 i web of knowledge finder næsten 83.000

videnskabelige artikler. Den videnskabelige produktion om kulstof-nanorør er med andre

31 http://www.understandingnano.com/nanotubes-carbon.html 32 ALL=(("Carbon nanotubes") or ("carbon nano tubes") ) AND (TF>=(1994) AND TF<=(2014));

561

181

158

128

128

128

127

119

115

115

0 200 400 600

CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS

TSING HUA UNIVERSITY

UNIVERSITY OF CALIFORNIA SYSTEM

NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY NATIONAL INSTITUTE OF…

NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY

UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY DOE

INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY IIT

ISLAMIC AZAD UNIV

COUNCIL OF SCIENTIFIC INDUSTRIAL RESEARCH CSIR INDIA

Antal artikler

82

ord stor og har været stigende over årene. Alene siden 2010 er der udgivet mere end

45.000 videnskabelige artikler om kulstof-nanorør. Det svarer til knap halvdelen af den

videnskabelige produktion siden opdagelsen i 1991. I 2014 blev der produceret knap

10.000 videnskabelige artikler, og den helt store videnskabelige produktion er fra

universiteter i Kina, Indien, USA og Frankrig.

Som en del af fremsynet har Teknologisk Institut anvendt globale databaser over

patenter for at få et indblik i teknologiudviklingen for kulstof-nanorør. Den anvendte

database er patentdatabasen Derwent World Patents Index, som er verdens mest

omfattende database over patenter. Databasen giver det mest komplette billede, der

eksisterer i verden, over udviklingen i nye teknologier. Databasen har global dækning på

engelsk – herunder også data fra Asien. Det er vigtigt i en tid, hvor især asiatisk

forskning og udvikling for alvor begynder at røre på sig. Data i databasen er redigeret,

kodet og indekseret konsistent på tværs af verdens patentkontorer. Patenterne er opdelt

i mere end 20 millioner patentfamilier og dækker næsten 50 millioner ansøgte patenter.

Metoderne til at studere patentdata er udviklet på Teknologisk Institut i samarbejde med

Georgia Tech University i USA. Det er ikke alt ny teknologiudvikling, der patenteres, og

derfor er der naturligvis ”huller” i søgningen. Det afgørende er, at et blik i databaserne

kan give et overblik over teknologien og aktiviteten. Porter og Cunningham (Porter &

Cunningham, 2005) vurderer, at der i gennemsnit ligger forsknings- og

udviklingsaktiviteter for omkring 1 million dollars bag et patent. Omfanget af patenter på

en teknologi giver derfor et indtryk af omfanget af den teknologiske udvikling i et land

eller for en virksomhed.

Siden 1991 er der 11.881 patenter, hvor ordet ”Carbon nanotubes” eller ”Carbon nano

tubes” nævnes i patenterne. Hvis søgningen udvides til også at indeholde teknologikoder

(E05-U03) for carbon nanotubes og forkortelsen CNT, kommer antallet af patenter op

over 17.000 patenter.

83

Figur 5: Antal patenter og antal videnskabelige artikler per år, hvor "carbon nano tubes"

nævnes i patentet

Note: Søgningen er lavet i november 2014. Tallene for 2013 og 2014 er ikke helt færdigopgjorte, så der vil

blive noteret flere patenter for de to år.

Patenterne er udtaget af offentlige og private universiteter og forskningsinsitutioner samt

af private virksomheder og enkeltpersoner siden 1994. Indtil årtusindskiftet var der

releativt få patenter, men siden er antallet steget støt år for år. Tallene for 2013 og 2014

er ikke helt færdigt opgjorte, så der vil blive noteret flere patenter for de to år. I 2013

blev der ansøgt 1633 patenter.

Hvis antallet af videnskabelige artikler sammenlignes med patentaktiviteten, er det

rimeligt at forvente, at antallet af patenter på konkrete teknologier også vil være

stigende i de kommende år.

Ligesom med de videnskabelige artikler er der stor patenteringsaktivititet i Kina. Førende

på listen er Hon Hai Preciscion Industries med 953 patenter, hvor ordet ”Carbon nano

tubes” indgår. Hon Hai Precision Industries er børsnoteret som Foxconn. Virksomheden

er etableret i 1974 i Taiwan og er verdens største fabrikant af elektroniske komponenter,

herunder printplader. Foxconn havde i 2011 over 611.00 ansatte, og det gør

virksomheden til verdens tredjestørste privatejede arbejdsgiver efter Walmart og G4S. I

2010 var omsætningen på 336 mia danske kroner (til sammenligning var Danmarks

bruttonationalprodukt på 1.800 mia kroner i 2010). Foxconn er børsnoteret på Taiwan

Stock Exchange, Hong Kong Stock Exchange, NASDAQ og London Stock Exchange.

Foxconns kunder omfatter amerikanske, europæiske og japanske virksomheder.

Virksomheden producerer f.eks. Amazon Kindle, iPad, iPhone, PlayStation 3, Wii og Xbox

360. Foxconn er den største eksportør i Storkina og den andenstørste eksportør i

Tjekkiet.33 Hongfujin på 4. pladsen er ejet af Hon Hai34 og producerer blandt andet

33 Kilde Wikipedia

1460 1633 1332 1187 1211 1029 888 839

634 569 438 316 167 95 50 17 4 3 5 3 1 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

201420132012201120102009200820072006200520042003200220012000199919981997199619951994

Patenter Artikler

84

iPhone 5. Foxconn har således under forskellige navne mindst 1400 patenter. Selvom

Foxconn har rødder i Taiwan, er der stor aktivitet i Kina. Der er mindst ni fabrikker. Den

største er Longhua Science & Technology Park i Longhua, hvor der på tre

kvadratkilometer arbejder 230-400.000 mennesker. En anden lokation er Zhengzhou

Technology Park, som efter sigende har 120.000 mennesker ansat.

De to næste på listen er universiteterne Tsinghua og Qinghua med hhv. 485 og 450

patenter. Der er i virkeligheden tale om et og samme universitet, men det kinesiske navn

transkriberes på begge måder. Universitet har 935 udtagne patenter og har publiceret

mindst 153 videnskabelige artikler om carbon nanotubes. Tsinghua er sammen med

Beijing University et af Kinas bedste universiteter.

Figur 6: Udtagne patenter – top 30-ansøgere siden 1990

På ranglisten ”Times Higher Education rankings by subjects for Engineering and

Technology”’s35 globale oversigter ligger universitet som nr. 23. Det er en liste, som

toppes af MIT og Stanford i USA, og hvor danske DTU placerer sig på en 31. plads på

listerne for 2014-15.

Efter Hon Hai- og Tsinghua-universitetet kommer koreanske Samsung, University of

California (9 plads), IBM og Rice University (40 plads), og så fortsætter det med primært

amerikanske og asiatiske aktører. Langt de fleste virksomheder er

elektronikvirksomheder, men der er også større europæiske kemiproducenter som

34 Listen over aktører, der udtager patenter, er lang, og transskriberinger, stavefejl, virksomhedskonstruktioner

gør det vanskeligt at lave helt præcise opgørelser per virksomhed. Her er det størrelsesordenen, som er mest

interessant. 35 http://www.timeshighereducation.co.uk/world-university-rankings/

953 485

450 443

217 186

132 131 126 124

113 112

98 93 88 85 85 83 78 77 77 73

65 64 63 62 57 54 52 52 52 51

0 200 400 600 800 1000 1200

HON HAI PRECISION IND CO LTD

UNIV TSINGHUA

UNIV QINGHUA

HONGFUJIN PRECISION IND SHENZHEN CO LTD

SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD

SAMSUNG SDI CO LTD

UNIV CALIFORNIA

INT BUSINESS MACHINES CORP

UNIV RICE WILLIAM MARSH

ARKEMA FRANCE

INTEL CORP

CENT NAT RECH SCI

DU PONT

COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE

XEROX CORP

BEIJING FUNATE INNOVATION TECHNOLOGY CO

IND TECHNOLOGY RES INST

KOREA INST SCI&TECHNOLOGY

UNIV FLORIDA

ARKEMA SA

GENERAL ELECTRIC CO

SAMSUNG DENKAN KK

TORAY IND INC

LOCKHEED MARTIN CORP

FUJITSU LTD

BAYER MATERIALSCIENCE AG

MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY

DOKURITSU GYOSEI HOJIN SANGYO GIJUTSU

HONDA MOTOR CO LTD

SONY CORP

UNIV YONSEI IND ACADEMIC COOP FOUND

NAVYPatenter

85

Arkema, Du Pont og Bayer med på listen over de mest patenterende organisationer og

virksomheder i verden. I tabellen nedenfor er patenterne opstillet efter, hvornår patentet

er udtaget. For langt de fleste aktører gælder, at aktiviteten har været stigende de

seneste 10 år, men der er undtagelser som f.eks. amerikanske Intel Corp., der var mest

aktiv for 10 år siden, mens Hon Hai de seneste 10 år for alvor har udtaget mange

patenter.

Figur 7: Aktiviteten hos de mest patenterende aktører

Pate

nte

r

2014

2013

2012

2010

2011

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

1474 1640 1344 1218 1190 1035 892 840 635 571 441 317 168 95

953 HON HAI PRECISION IND CO LTD 40 81 97 171 112 158 67 101 60 24 41 1

485 UNIV TSINGHUA 23 72 52 98 67 81 29 24 13 8 16 1 1

450 UNIV QINGHUA 30 74 42 65 61 69 28 28 15 12 21 4 1

443 HONGFUJIN PRECISION IND SHENZHEN CO LTD24 65 34 54 66 67 28 54 20 13 18

217 SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD 15 11 22 28 20 17 28 32 12 9 9 11 3

186 SAMSUNG SDI CO LTD 8 10 4 6 5 16 22 36 20 24 10 11 3 10

132 UNIV CALIFORNIA 14 14 13 13 9 10 13 15 10 6 7 3 3 1

131 INT BUSINESS MACHINES CORP 31 20 19 3 11 14 7 7 7 10 1 1

126 UNIV RICE WILLIAM MARSH 10 11 7 8 7 5 12 11 10 16 9 8 7 1

124 ARKEMA FRANCE 4 11 15 28 12 10 19 10 7 7 1

113 INTEL CORP 1 4 8 4 7 14 17 14 18 19 6 1

112 CENT NAT RECH SCI 5 6 15 18 9 11 6 8 9 10 8 5 1

98 DU PONT 3 5 3 9 6 14 12 4 10 18 7 3 2 1

93 COMMISSARIAT ENERGIE ATOMIQUE 9 11 4 17 8 16 7 8 4 3 2 2 1

88 XEROX CORP 13 8 24 13 14 7 8 1

85 BEIJING FUNATE INNOVATION TECHNOLOGY CO11 8 8 9 30 14 2 2 1

85 IND TECHNOLOGY RES INST 8 9 5 5 5 3 6 10 8 11 8 6

83 KOREA INST SCI&TECHNOLOGY 11 9 8 10 11 6 6 5 3 5 6 1 2

78 UNIV FLORIDA 5 9 14 7 11 7 13 3 4 4 1

77 ARKEMA SA 2 1 8 18 7 8 10 8 6 8 1

77 GENERAL ELECTRIC CO 1 1 5 2 4 4 13 14 9 10 8 3 2 1

73 SAMSUNG DENKAN KK 3 1 1 2 7 8 13 17 6 7 1 7

65 TORAY IND INC 9 5 9 4 4 7 9 1 6 3 3 4 1

64 LOCKHEED MARTIN CORP 4 5 5 18 12 4 3 1 3 2 2 2 2 1

63 FUJITSU LTD 1 5 3 3 5 6 5 8 12 4 6 4 1

62 BAYER MATERIALSCIENCE AG 4 3 12 13 11 11 2 5 1

59 NASA 4 4 4 9 6 8 5 3 7 5 2 1 1

57 MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY 3 10 9 8 11 6 4 1 3 1 1

54 DOKURITSU GYOSEI HOJIN SANGYO GIJUTSU 4 2 6 8 5 6 6 4 7 1 3 2

De fleste virksomheder patenterer som hovedregel i hjemlandet. I tabellen nedenfor er

patenterne opgjort efter ”priority country”, som er det land, hvor patentet hører hjemme.

Næsten hvert tredje patent er kinesisk. USA har 20 procent af patenterne, og japanske

universiteter og virksomheder har 18 procent. Europæiske virksomheder, især tyske,

franske og engelske, er først med i den sidste fjerdedel af patenterne, hvor også de

danske patenter befinder sig. Der er 11 patenter, som har Danmark som priority country

– heriblandt er der virksomheder og organisationer som Vestas (energiteknologi), Haldor

Topsøe, Nannovation Biotech APS, Københavns Universitet og Aquaporin (vandteknologi),

Quantibact A/S (biotech), Tryde Holding Aps samt enkeltpersoner.

86

Figur 8: Fordeling af patenter efter "priority country"

Figur 9: Patenter - fordelt efter "priority country"

Kina 29%

USA 20% Japan

18%

Taiwan 9%

Tyskland 6%

Frankrig 5%

Euro-patent 4%

World-patent 4%

Rusland 3%

UK 2%

Kina USA Japan Taiwan Tyskland

Frankrig Euro-patent World-patent Rusland UK

0

100

200

300

400

500

600

2014201320122010201120092008200720062005200420032002200120001999199619981995

Kina USA Japan Taiwan

Tyskland Frankrig Rusland UK

87

Følger man patentaktiviteten over årene, er det tydeligt, at Japan havde føringen frem til

midten af 00’erne, USA herefter frem til omkring finanskrisen. Kinesiske virksomheder og

universiteter har siden domineret med en markant oprustning på patentaktiviteten.

Indtrykket er, at den kinesiske teknologiudvikling er værd at følge, og strategien er efter

alt at dømme at få opbygget en egen teknologibase omkring de industrier, som det med

den lave arbejdskraft er lykkes at tiltrække til Kina.

Ved registreringen af patenter tildeles patenterne også en række koder, som beskriver

den patenterede teknologi. De patenter, der her er undersøgt, indeholder i alt 7.781

forskellige teknologikoder, som giver et indtryk af en ganske stor spredning i antallet af

teknologiområder, som berøres af kulstof-nanorør.

I Figur 10 vises de 50 mest anvendte teknologikoder i forbindelse med ”carbon

nanotubes”. Tabellen er farvekodet således, at grønne felter er år, hvor der sker relativt

lidt, og røde felter er år, hvor patentaktiviteten er høj. Carbon nanotubes har sin egen

kode, og den er udeladt i tabellen. En del af koderne er generelle som f.eks.

”nanotechnology”, mens andre røber mere om anvendelsesområdet som f.eks. køretøjer,

som der er ganske lidt interesse for indtil omkring 2007, hvorefter

patenteringsaktiviteten stiger hurtigt. Eller semiconductor materials, hvor der ligeledes er

stor aktivitet efter 2007. Der er desuden interesse omkring batteriteknologier, solceller

og skærmteknologi.

I Figur 11 er teknologiområderne opgjort efter land således, at de områder, hvor

patenteringsaktiviteten er stærkest i landet (inden for de mest anvendte teknologikoder),

er farvet rødt. Tabellen viser, at i USA er aktiviteten særlig stor omkring køretøjer og

halvledere, i Kina er interessen stor omkring de fleste områder, men batterier træder

særligt frem.

Tekstboks 8: Bayer MaterialScience tror ikke på kommercialisering af kulstof-nanorør i

den nærmeste fremtid

Ikke alle er optimistiske omkring den kommercielle nytte af kulstof-nanorør. Bayer MaterialScience har

været en af de mest patenterende virksomheder, men i 2013 besluttede de at indstille deres F&U-

indsats, da de ikke fik øje på kommercielle muligheder på markedet i en overskuelig fremtid. Et af

Bayer MaterialSciences produkter har været Baytubes®. Men man må konstatere, at hvad, der fra et

teknisk perspektiv så lovende ud, i sidste ende viste sig at have for lidt kommerciel tyngde for Bayer

MaterialScience. En del af researchen er stillet til rådighed for andre virksomheder og forskningsinst i-

tutioner.

Citeret fra: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306374713701106

Konklusioner

Både den videnskabelige interesse og F&U-indsatsen for at forstå eller anvende kulstof-

nanorør til produkter er accelererende. Der er ingen tegn på, at den dæmpes fremover.

Danske virksomheder er med i udviklingen på få områder, men det er de store

universiteter og store virksomheder, som for alvor er aktive. Aktiviteterne er især i Kina

og USA, mens de er mere begrænsede – men dog meget synlige – i Tyskland, Frankrig

88

og Storbrittanien. På nogle områder, som f.eks. elektronik, er udviklingen koncentreret

om Kina og USA. Det medfører sandsynligvis en fortsat udvikling af avanceret teknologi,

som også danske virksomheder kan have brug for. Udviklingen i Kina er værd at følge.

Det vil kræve en mere omfattende analyse, end der her er givet, at vurdere kvaliteten af

den forskning, der foregår, og konsekvensen af de patenter, der tages. Eftersom en stor

del af aktiviteten foregår i globale, ledende virksomheder og i førende universiteter, er

der umiddelbart ikke grund til tro, at det kinesiske arbejde er letbenet og uden

konsekvenser for industrien i f.eks. Europa eller USA. Udviklingen kan tværtimod tolkes

til, at Kina med højteknologi målrettet konsoliderer den markedsposition,

virksomhederne har opnået ved at kunne tiltrække billig arbejdskraft – blandt andet ved

at investere i forskning på universiteterne.

I Tabel 2 er der indsat en liste med eksempler på materialer, hvor kulstof-nanorør er

anvendt til at give forbedrede egenskaber. Listen giver et godt indtryk af den bredde af

muligheder, teknologien giver, og den giver et indtryk af, hvordan tilgængeligheden til

den nye teknologi er globalt. Det er dels en trussel, for det kan være, at udenlandske

konkurrenter kommer først med nye lette og stærke materialer i deres produkter, dels

er det en innovationsmulighed for danske virksomheder. Med indtil videre 83.000

videnskabelige artikler og mange tusinde patenter, hvor teknologien i en del tilfælde kan

licensieres, eller materialerne købes kommercielt, og med udsigt til at mulighederne bare

vokser, så er det en stor udfordring for mindre danske virksomheder at holde sig

opdateret.

89

Figur 10: De halvtreds mest anvendte teknologikoder i forbindelse med nanotubes

90

Figur 11: Teknologiske tyngdepunkter i de mest patenterende lande

91

Tabel 2: Eksempler på materialer udviklet med brug af kulstof-nanorør

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

HRL LAB LLC Energy storage device comprises cathode and anode separated by a separator,

where cathode/anode has a rigid polymer matrix with active material and elon-

gated electrically conducting material having ion conducting moieties within the

matrix

CO INC; FOWNES BROS Colored conductive leather material useful in e.g. hat and glove, comprises leath-

er starting material, and base, middle and top layers comprising coatings that

comprise conductive particulate, surfactant, wax emulsion and masking pigment

ZHENG M Curable composition used in optical articles such as optical and ophthalmic lenses

for eyeglasses, comprises carbon nanotubes, binder silicon dioxide nanoparticles,

and optionally solvent, curing catalyst and surfactant

IND TECHNOLOGY RES

INST

Radiation absorbing material used for preparing radiation shielding composite

material, comprises carrier and heterogeneous element doped in carrier in speci-

fied amount

KIM J; SAMSUNG ELEC-

TRONICS CO LTD

Light source module for illumination device has thermoelectric device coupled to

light emitting device and that generates electricity by using heat from light emit-

ting device

FRX POLYMERS INC;

JEONG Y; KAGUMBA L;

LEBEL M; LENS J

Preparing polyester co-phosphonate comprises combining diol and dicarboxylic

acid or di-ester to form reaction mixture, reacting reaction mixture, introducing

phosphonate into reaction mixture, and incorporating phosphonate into polyester

KRUEGER W W O Wearable impact reduction device e.g. helmet for protecting human body, has

lower layer with deformable material whose resilient impression compresses upon

application of force and returns to original shape upon removal of force

EMS-PATENT AG Flame-retardant polymer fiber made of a polymer blend comprising polyamide

66, polyamide 6, and a halogen-free flame retardant, useful in a textile fabric

including e.g. a carpet, and seat cover for a mobile means of transport e.g. trains

UNIV RICE WILLIAM

MARSH

X-ray absorbing composition for protecting surfaces e.g. papers from x-ray ab-

sorption, and for solar cells comprises carbon material, and x-ray absorbing ma-

terial selected from lead-based compounds and/or bismuth-based compounds

NORTON D E Electrostatic discharging-detachable overshoe, has conductive element positioned

to be in contact with footwear, and dissipative material providing conductive con-

duit to transmit electric charge from element to grounded surface

CARROLL; FACCINI E C;

L; RAYTHEON CO; REIN-

BOLD L K; WARD J W

Armor component for protecting vehicle e.g. plane, has spacer that is located

between edges of two adjacent ceramic tiles to form gap which is filled with gap

filling material between adjacent edges

UNIV SOUTHERN CALI- Fabricating an electrochemical capacitor, comprises inkjetting first composition

comprising single-walled carbon nanotubes on selected portions of first flexible

92

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

FORNIA substrate, and disposing first nanowires on first layer of carbon nanotubes

NANOCOMP TECHNOLO-

GIES INC

System for forming nanofibrous yarn and non-woven sheets from carbon nano-

tubes, comprises housing having inlet for engaging synthesis chamber, spindle

having intake end and opposing outlet end, and body portion positioned at intake

end

SRI LANKA INST NANO-

TECHNOLOGY PVT LTD

Manufacturing carbon nanotubes useful in semiconductor chips, comprises

providing carbon anode and carbon cathode in closed vessel, and inducing electric

current through carbon anode and carbon cathode in absence of external cooling

APPLIED NANOSTRUC-

TURED SOLUTIONS LLC;

LOCKHEED MARTIN CORP

Carbon nanotube-infused fiber material, useful e.g. in composite materials and

bridge construction, and to manufacture drilling equipment e.g. pipe bearing,

comprises fiber material, and a layer of carbon nanotubes infused to fiber materi-

al

KISSELL K R; LUCAS B R;

LUNDBERG K L; NANO-

RIDGE MATERIALS INC;

OGRIN D C; TIDROW J R

Making armor article e.g. rod, comprises producing processed ceramic material

and nanotube material using ceramic and nanotube processing apparatuses re-

spectively, and introducing processed ceramic material and nanotube material

into mold

HONGFUJIN PRECISION

IND SHENZHEN CO LTD;

HON HAI PRECISION IND

CO LTD; UNIV QINGHUA;

UNIV TSINGHUA

Carbon nanotube composite for use in e.g. plate type electro chemical capacitor,

has multiple reinforcements which are located on multiple carbon nanotubes and

combining multiple carbon nanotubes together

HONGFUJIN PRECISION

IND SHENZHEN CO LTD;

HON HAI PRECISION IND

CO LTD

Optical element useful for optical devices e.g. sunglasses, comprises base having

surface, and anti-glare layer having carbon nanotubes which are parallel to each

other and configured to absorb S-polarized light that irradiates the surface

HONGFUJIN PRECISION

IND SHENZHEN CO LTD;

HON HAI PRECISION IND

CO LTD; UNIV QINGHUA;

UNIV TSINGHUA

Carbon nanotube fabric for heater to heat e.g. infrared physiotherapy trousers on

knee during physical therapy, has two electrodes separately located and electr i-

cally connected to carbon nanotubes of heating element

HONGFUJIN PRECISION

IND SHENZHEN CO LTD;

HON HAI PRECISION IND

CO LTD

Molding article for electronic device i.e. mobile phone, has transparent electro-

magnetic interference shielding film adhered to base, where base is made of

thermoplastic material and made by injection molding

HONTEK CORP Article comprises airfoil shaped substrate having leading edge surface covered

with protective coating comprising primer layer, basecoat layer comprising polyu-

rethane/polyurea coating composition containing filler and matte topcoat layer

APPLIED MATERIALS INC Lithium-based battery fiber comprises metallized fiber having fibrous substrate,

93

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

initiation-adhesion layer and first metallic layer, electrolyte layer, cathode layer,

second metallic layer, anode layer, and protective coating layer

MARQUEZ M; SMOUKOV

S; UNIV NORTH CAROLI-

NA; VELEV O D

Fabricating polymer nanofibers useful for producing e.g. nonwoven articles in-

volves introducing a polymer solution into a dispersion medium comprising anti-

solvent for polymer; and shearing dispersion medium to form polymer nanofibers

BUKSHPUN L; FORREST-

ER T; JANNSON T; LEE S;

PHYSICAL OPTICS CORP;

PRADHAN R

Self-healing conductor for electrical garments used by e.g. police, has insulator

that encloses conductive polymer surrounding electrical conductor

BOLLANDER J C; BURNIN;

COOPER C H; ZHANG H

Material for making a composite material, which is useful in high-tech applica-

tions such as high performance aerospace and high-end electronics, comprises

assembly of spun yarn having different carbon nanotubes, and constituent mate-

rial

BEIJING FUNATE INNO-

VATION TECHNOLOGY

CO; HON HAI PRECISION

IND CO LTD; UNIV

TSINGHUA

Thermoacoustic device for electroacoustic transducer, has signal device to trans-

mit signal to carbon nanotube structure, and carbon nanotube film to convert

signal into heat that is transferable to medium causing thermoacoustic effect

SABIC INNOVATIVE

PLASTICS IP BV

Fiber, useful e.g. in article e.g. conveyor belt, article of clothing or fabric and

electronic part handling device, comprises thermoplastic composition comprising

organic polymer and conductive filler e.g. multi-wall nanotubes

32NORTH CORP; NORTON

D E

Electrostatic discharging, detachable, overshoe for footwear comprises an electri-

cally-conductive flexible skeleton having an oversized heel region and a bottom

surface with oversized toe region, while a conductive element is in skeleton

ICET INC Antimicrobial and chemical deactivating material e.g. for use in masks, comprises

microporous or nanoporous layer, and chemical deactivation and biocidal compo-

nents free of activated carbon and containing silver or silver compound

LEE C; SURYA C; TAO X;

WANG R; YANG M

Gas sensor for clothing product, comprises mat comprising nanofibers adhered to

substrate layer and electrodes which are in electrical communication with mat

CLAYTON L M; HARMON J

P; UNIV SOUTH FLORIDA

Preparation method for polymer nanocomposites, involves mixing dissolved pol-

ymer with carbon nanotube solvent to form mixture sonicated for sufficient period

of time to disperse carbon nanotube through matrix of polymer

EDWARDS J; ONEAL R;

PARKER R

Composite for providing shielding against e.g. alpha radiation, has mixture of

single-walled carbon nanotubes, biopolymer of lignin and halogen dopant, where

nanotubes, biopolymer and halogen are in specific percentages by weight

DOUGLAS J S; MYSTIC

MD INC

Conductive fabric for floor coverings, comprises continuous electrically conductive

fibers formed by applying dye to fabric containing conductive material as portion

94

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

of dye

CLAYTON L M; HARMON J

P; UNIV SOUTH FLORIDA

Resisting of ionizing radiation comprises providing device subjected to ionizing

radiation, and exposing device to ionizing radiation

GEORGIA TECH RES

CORP

Preparation of macroscopic fiber useful as fabrics for body armor, such as bullet-

proof vests involves mixing single-wall carbon nanotubes and acrylonitrile-

containing polymer in a solvent, followed by spinning and drawing

CARRA W M; LOCKHEED

MARTIN CORP; ROSEN-

BERGER B T

Fabric for garment, includes first layer of yarns having carbon nanotube fibers

comprising single-walled carbon nanotubes and/or multi-walled carbon nanotubes

VITRULAN TEXTILE

GLASS GMBH

Planar textile substrate, used as e.g. wall paper, comprises glass fibers having a

modified surface, where the substrate has coating having hot-melt adhesive, and

the coating is configured to increase surface quality of substrate

ARKEMA SA; ARKEMA

FRANCE; CENT NAT RECH

SCI

Fabricating conductive composite fiber, comprises forming nanotubes dispersion

comprising e.g. group Va elements in homo/copolymer vinyl alcohol solution,

injecting dispersion in solution to form pre-fiber, extracting pre-fiber and drying

GARDNER S H; LOCK-

HEED MARTIN CORP;

PEOPLES J R; ROSEN-

BERGER B T

Enhancing physical properties of fabric useful for garment involves forming layer

of fabric from fiber, yarn or tow, synthesizing nanotubes within interstices be-

tween fibers, and entangling synthesized nanotubes with fibers

ATOFINA; FINA RES SA;

TOTAL PETROCHEMICALS

RES FELUY

Preparation of a reinforced polymer used in tires involves introducing carbon

nanotubes into a polymer, stretching the mixture at or above the melting tem-

perature of the polymer and stretching the mixture so as to orient the nanotubes

ENTERPRISE IRELAND;

ENTERPRISE IRELAND

TRADING; HORCOM LTD;

MATERIALS; MATERIALS

IRELAND DIV FORBAIRT;

QUEEN ELIZABETH COL-

LEGE DUBLIN

Purification of nanotube soot without damaging nanotube

EMPIRE TECHNOLOGY

DEV LLC

Liquid detection device for detecting water, biological fluid and solvent comprises

liquid-activated hydrogel battery configured to generate electric current respon-

sive to contact with liquid; and circuit communicated with the battery

GOODYEAR TIRE; RUB-

BER CO; UNIV AKRON

Thermoplastic elastomer used in e.g. fiber mat, comprises linear, diblock, triblock

and/or multiblock copolymer with repeating units derived from iso-olefin and

terpene monomer and repeating units derived from diene, styrene and/or indene

UNIV HANYANG IUCF-HYU Hybrid polymer composite fiber for artificial muscle, strain sensor, smart fiber,

wearable device and bulletproof vest, is self-aligned hybrid polymer composite

95

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

fiber including graphene and carbon nanotubes bonded through hydrogen bond

KURARAYLIVING CO LTD;

MITSUI&CO LTD; UNIV

HOKKAIDO NAT CORP;

UNIV SHINSHU

Material used for shielding radiation, contains nanocarbon material which are

tube shaped material with nanosize portion

ARKEMA FRANCE; CENT

NAT RECH SCI; CNRS

Conductive composite fibers, useful for the manufacture of apex, wings or cabins

of airplanes or rockets, comprise carbon-based conductive fillers containing car-

bon nanotubes, and a conductive polymer that are dispersed in a polymer matrix

GREENHILL ANTIBALLI-

STICS CORP WY

Shock wave attenuating material for e.g. helmet, consists of substrate layer,

shock attenuating layers comprising gradient nanoparticle layer and graphitic

layer containing carbon allotrope components suspended in matrix

DEVAN CHEM NV Forming electro-conductive yarn, involves applying liquid coating composition

comprising resin curable by actinic radiation, to the yarn to form a liquid coating

layer on the yarn; and curing the liquid coating layer with actinic radiation

FIRE&DISASTER MAN-

AGEMENT AGENCY; SHO-

BOCHO CHOKAN; TEIJIN

LTD; TEIJIN TECHNO

PROD KK

Laminated fabric for firemen uniform, comprises two or more fabric layers includ-

ing outer layer and inner layer formed using fabric comprising fibers having lim-

ited oxygen index, heat diffusivity and porosity in preset range

HANWHA CHEM CORP;

HANWHA OIL CHEM CORP

Carbon nanotube composite material used in e.g. touch panel materials, is ob-

tained by treating mixture comprising carbon nanotubes, carbon compound other

than carbon nanotubes and dispersion medium under sub- or super-critical condi-

tion

GLT TECHNOVATIONS

LLC; LETO G; WAGER D J

Modified material for operating capactive touch screen comprises material im-

pregnated with a composition comprising non-metallic or metallic conductive

agents with binder

ARKEMA FRANCE; CENT

NAT RECH SCI

Preparing multilayer conductive fiber comprises dispersing nanotubes in solvent

in the presence of stabilizer to form coating composition, coating natu-

ral/synthetic fiber with composition and passing the fiber into coagulation solution

PROPEX FABRICS GMBH;

TEIJIN ARAMID BV

Ultra-high molecular weight polyethylene, useful in shaped objects and ballistic-

resistant molded articles, comprises refractory particles of specific average parti-

cle size and in specific weight percent

DOW GLOBAL TECHNOL-

OGIES INC; KIM Y; LAK-

SO S R; LOPEZ L C;

MATTEUCCI S T

Activated polymer composition useful e.g. in an article e.g. medical scaffold,

medical scaffold, cosmetic, sound insulation, barrier material and adult inconti-

nence pants, molecularly self-assembling material and active agents

GAGNE R R Composite material useful in preparation of ballistic protection article e.g. helmet,

96

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

body armor, vehicle armor comprises polymer matrix having specific tensile

modulus; and ceramic material

KURARAY LIVING CO

LTD; MITSUI&CO LTD;

MITSUI BUSSAN KK;

UNIV HOKKAIDO

Synthetic fiber/synthetic-fiber yarn used for fibrous structure for garments, is

treated with dispersion of carbon nanotubes at temperature less than melting

point of polymer, such that carbon nanotubes are adhered to fiber surface

NANO DYNAMICS LIFE

SCI INC; NANODYNAMICS

INC

Treated article, e.g. wound dressing, personal protective mask, military garment

or self decontaminating material, includes blocking nanomaterial which inhibits

release of functional particle(s) including carbon nanotubes from substrate

BAIN; D Laminate structure used in antiballistic applications comprises array having non-

plain-woven fibers in warp-weft orientation and securing material for securing

warp-weft orientation so that laminate structure retains warp-weft orientation

3M INNOVATIVE PROPER-

TIES CO

Composition useful in a shaped article e.g. aerospace component, touch screen

comprises carbon nanotubes, host polymer and amphophilic block copolymer

containing first and second block

CHOU R T; CO E; DU

PONT; KIM H

Modification of polymeric material to increase its adhesion to primers or adhe-

sives involves adding filler to polymeric material in which the filler is associated

with microvoids in surface of modified polymeric material

AMROY EURO OY;

KEINAENEN P; KEINANEN

P; NANOLAB SYSTEMS

OY; TILLI M; VIRTANEN J

Fabrication of hybrid nanomaterials useful in e.g. ice hockey stick involves cutting

particles e.g. graphite in presence of a reagent, which attaches chemical moieties

and groups to nascent sites of the particle during or after the cutting

CARBON NANOTECHNO-

LOGIES INC

Production of composite used in ballistic protection, e.g. armor, by suspending

single-wall carbon nanotubes in acid, adding aromatic polyamide, dispersing the

nanotubes in the polyamide, and removing the acid

KUNST; REINEMANN S;

SCHUETZ; THUERINGI-

SCHES INST TEXTIL;

THUERINGISCHES INST

TEXTIL&KUNST

Producing fibrous or film-like molded body, useful in textile applications, compris-

es extruding plasticized mixture comprising a carrier component of polymer or

polymer blend of e.g. polycarbonate, and a phase change material e.g. paraffin

BAM BUNDESANSTALT

MATERIALFORSCH&PRUEF

Protective headgear, useful e.g. as sports helmet and sports mask, comprises an

outer part that faces away from the head and an inner part that faces towards

the head, where the inner part comprises a shape memory polymer

HODGKINSON N J; JOHN

S T

Composition, useful for e.g. providing radiation shielding and thermal insulation

in a fixed building structure, comprises first material having insulating properties

and second material having electrically conductive properties

ARKEMA FRANCE; CENT Functionalization of nanotubes, useful e.g. to produce composite materials, com-

97

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

NAT RECH SCI; INST

POLYTECHNIQUE BOR-

DEAUX

prises reacting nanotubes with compounds, containing oxygen atom and optional-

ly hydrogen atom, as oxidizing agent in fluid medium containing carbon dioxide

ARKEMA SA; ARKEMA

FRANCE

Composite fiber, useful for preparing e.g. automobile body component or engine

frame, comprises thermoplastic polymeric matrix comprising a polyetherketon-

eketone or a polymer matrix mainly containing a polyarylether ketone

ARKEMA SA; ARKEMA

FRANCE; CENT NAT RECH

SCI

Manufacturing fibers made of thermoplastic polymer based composite material

and conducting or semi conducting particles, comprises heat treating material by

gradually rising the temperature, and melt spinning the material

TEIJIN TECHNO PROD KK Manufacture of carbon nanotube-containing fully aromatic polyamide dope used

for polyamide fiber, involves contacting waste textile with amide-type solvent,

forming fully aromatic polyamide carbon nanotube slurry, and heating

INOAC CORP KK Manufacture of carbon nanotube containing powder for carbon nanotube contain-

ing re-dispersion liquid, involves removing water from aqueous dispersion con-

taining carbon nanotube and solid anionic surfactant by spray-drying method

TORAY IND INC Carbon nanotube-containing polyamide fiber for textile fabric and knitting, has

specific sulfuric-acid relative viscosity and single yarn size

KO C Body heat reflecting sheet useful in winter season outdoor, prepared by mixing

e.g. natural and synthetic fibers to obtain sheet layer, coating body heat reflect-

ing layer and forming body heat sensing layer on body heat reflecting layer

IOIZ CORP; PAN PACIFIC

CO LTD; TOP NANOSYS

INC

Down feather for use in clothing or bedding goods, is obtained by coating on

feathers using solution containing carbon nanotubes

HYOSUNG CORP Preparing electrically conductive hollow fiber to produce e.g. winter clothes, com-

prises adding thermoplastic polymer to fluidized carbon nanotubes to prepare

master batch chip, radiating master batch chip, and cooling radiated chip

TOP NANOSYS INC Carbon nanotube functional product used for e.g. clothing, has coating layer con-

taining carbon nanotubes, dispersing agent, binder resin, and infrared ray and

ultraviolet absorption material on surface of base material

KOREA INST FOOTWEAR;

LEATHER TECHNOLO

Foam composition for insoles, comprises hydrogenated styrene/butadiene block

copolymer, silver-coated multiwalled carbon nanotubes, spherical additive, ce-

ment powder, crosslinking agent, and foaming agent

CHOL L K Layered glove for armored car, has carbon nanotube having ceramic layer and

carbon nanotubes-reinforced-polycarbonate-polymer layer, where carbon nano-

tubes-reinforced-polyurethane-polymer layer is provided with binder

KOLON CO LTD; KOLON Manufacture of carbon nanotube/aramid composite fiber for, e.g. bulletproof ap-

98

TECHANALYSE

Opfinder Eksempler på patenter

IND INC plications, involves dissolving polyamide polymer and carbon nanotubes in sol-

vent, and spinning dope while magnetic field is applied to orient nanotubes

JIANGSU SWORD

CLOTHES CO LTD; UNIV

JIANGNAN

Antistatic nanofiber used for clothing material comprises ceramic nanoparticles

and carbon nanoparticles in polyolefin or polyolefin copolymer

SHAOXING JINLONG MA-

CHINERY MFG CO LTD

Superhydrophobic cut-resistant fabric glove coating preparation by mixing polyu-

rethane, polybutadiene resin and alkyl lithium initiator in solvent, adding anti-

foaming agent and penetrating agent, and adding fluorinated silane coupling

agent

MARINA TEXTIL SL Preparing fabric used for manufacturing personal protective equipment, involves

forming amide bond between fabric and carbon nanotubes

99

Bilag E: Tech Mining – Diamond-Like Carbon

Indledning

Diamond-Like Carbon (DLC) er betegnelsen for en hård og glat kulstofoverflade – en

slags mellemting mellem grafit og diamant. DLC kan bruges til overflader på andre mate-

rialer, som kan have gavn af DLC’s egenskaber som hårdhed, slidstyrke og nedsat frikti-

on. Det er et materiale, der er store forventninger til. I 2006 estimerede EU-

Kommissionen, at markedet havde en værdi på 30 millioner euro.

Tech mining i litteratur og patentbaser

Thomson Reuters Web of Knowledge er den førende informationsplatform i verden, når

det gælder om at finde akademisk litteratur. Resumeerne af den videnskabelige litteratur

går 100 år tilbage, der er 54 millioner tekster fra 5.294 videnskabelige publikationer

inden for 55 fagområder. Der er citeret mere end 760 millioner referencer. Der findes

ingen andre litteraturdatabaser på det niveau. Litteraturdatabaserne inkluderer: The Web

of Science, Science Citation Index®, Social Science Citation Index®, Arts & Humanities

Citation Index®, Current Contents Connect, Conference Proceedings og INSPEC.

Figur 12: Antal artikler om Diamond-Like Carbon siden 1994 – førende universiteter

Kilde: Teknologisk Institut (2014) beregnet på Web of Knowledge

En søgning på Diamond-Like carbon36 i web of knowledge finder omkring 7.500

videnskabelige artikler. Den videnskabelige produktion om DLC er således mindre end en

tiendedel af den videnskablige produktion omkring kulstof-nanorør.

Førende i antal videnskabelige artikler om DLC hos enkeltaktører er det kinesiske

videnskabelige akademi. Det er også kendt som ”de to akademier”, og det er en

institution direkte under den kinesiske regering. Det videnskabelige akademi i Kina er en

slags national tænketank/forskningsinsitution med hovedkvarter i Beijing og afdelinger

36 ALL=("Diamond-like carbon" OR "Diamond like carbon" OR (DLC AND CARBON)) AND (TF>=(1994) AND

TF<=(2014));

310

264

212

211

211

151

146

135

115

114

0 100 200 300 400

CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY DOE

UNIVERSITY OF CAMBRIDGE

NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY NATIONAL INSTITUTE OF…

NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY

NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE…

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS

RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES

CITY UNIVERSITY OF HONG KONG

KOREA INSTITUTE OF SCIENCE TECHNOLOGY

Antal artikler

100

overalt i Kina. Akademiet har skabt hundreder af kommercielle virksomheder, hvoraf

Lenovo er en af de mest kendte virksomheder.

De øvrige store steder er den amerikanske energistyrelse, Cambridge University og det

tekniske universitet i Nanyang (NTU) i Singapore. Hvor Cambridge er et gammelt

traditionsrigt universitet, er NTU relativt nyt, og i internationale rankinglister ligger

universitetet højt på verdens ranglister over universiteter.37 Der er også stor aktivitet i

Frankrig, Rusland, Hong Kong og Korea. Det anonyme ”National Institute of advanced

industrial science” er det japanske AIST, som er en af de førende japanske

forskningsinstitutioner38, og forskning og udvikling foregår f.eks. i Advanced

Manufacturing Research Institute, som har sin egen tribologigruppe.

Som en del af fremsynet har Teknologisk Institut anvendt globale databaser over

patenter for at få et indblik i teknologiudviklingen for DLC. Den anvendte database er

patentdatabasen Derwent World Patents Index, som er verdens mest omfattende

database over patenter. Databasen giver det mest komplette billede, der eksisterer i

verden over udviklingen i nye teknologier. Databasen har global dækning på engelsk –

herunder også data fra Asien. Det er vigtigt i en tid, hvor især asiatisk forskning og

udvikling for alvor begynder at røre på sig. Data i databasen er redigeret, kodet og

indekseret konsistent på tværs af verdens patentkontorer. Patenterne er opdelt i mere

end 20 millioner patentfamilier og dækker næsten 50 millioner ansøgte patenter.

Metoderne til at studere patentdata er udviklet på Teknologisk Institut i samarbejde med

Georgia Tech University i USA. Det er ikke alt ny teknologiudvikling, der patenteres, og

derfor er der naturligvis ”huller” i søgningen. Det afgørende er, at et blik i databaserne

kan give et overblik over teknologien og aktiviteten. Porter og Cunningham (Porter &

Cunningham, 2005) vurderer, at der i gennemsnit ligger forsknings- og

udviklingsaktiviteter for omkring 1 million dollars bag et patent. Omfanget af patenter på

en teknologi giver derfor et indtryk af omfanget af den teknologiske udvikling i et land

eller for en virksomhed.

Siden 1980 er der 6064 offentliggjorte patenter, hvor ordet ”diamond-like carbon39”

nævnes i patenterne.

37 http://www.topuniversities.com/universities/nanyang-technological-university-ntu/undergrad 41 på “Topuni-

versiteter” og 61 på Times liste (http://www.timeshighereducation.co.uk/world-university-rankings/2014-

15/world-ranking) 38 http://www.aist.go.jp/aist_e/about_aist/index.html 39 ALLD=("Diamond-like carbon" or "diamond like carbon" or ("DLC" AND "carbon")) AND (PY>=(1980) AND

PY<=(2014));

101

Figur 13: Antal patenter og antal videnskabelige artikler40 per år, hvor "Diamond-Like

Carbon" nævnes i patentet

Note: Søgningen er lavet i november 2014. Tallene for 2013 og 2014 er ikke helt færdigopgjorte, så der vil

blive noteret flere patenter for de to år.

Patenterne er udtaget af offentlige og private universiteter og forskningsinstitutioner

samt af private virksomheder og enkeltpersoner siden 1980. Indtil årtusindskiftet var der

releativt få patenter, men antallet var stigende, og det fortsatte til midten af 00’erne,

hvorefter antallet har ligget omkring 400–450 patenter per år. Tallene for 2013 og 2014

er ikke helt færdigt opgjorte, så der vil blive noteret flere patenter for de to år. I 2013

blev der ansøgt om 417 patenter. Interessen for DLC er således ikke blevet mindre over

årene. Udviklingen i antal patenter ligner udviklingen i antal videnskabelige artikler med

en jævn, vedholdende interesse for DLC de seneste 10 år – muligvis med en svagt

aftagende tendens efter 2008. Tendensen er vist med sorte prikker og beregnet som et

gennemsnit over tre perioder.

De mest patenterende virksomheder er de førende elektrononik- og maskinproducenter i

verden: IBM er nummer 1 og følges tæt af Hitachi, Samsung og Sumitomo. Guardian

Crop (som producerer glas og leverer dele til bilindustrien) ligger på en fjerdeplads.

Betragter man patentaktiviteten hen over årene for de virksomheder, som har flest

patenter, antydes et mønster af, at patentaktiviteten toppede i perioden fra 2000 til

2008.

40 Artikeldatabasen tillader ikke søgninger før 1994. 294 af de fundne patenter er fra før 1994.

346

417 422

394

449

419

388

429

381 376

326

288

242 226

172

128

104 93

65 56 53

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

201420132012201120102009200820072006200520042003200220012000199919981997199619951994

Patenter Artikler 3 per. bev. gnsn. (Patenter)

102

Figur 14: Udtagene patenter - top 30-ansøgere siden 1990

Figur 15: Aktiviteten hos de mest patenterende aktører

2014

2013

2012

2010

2011

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1996

1998

1995

1997

HITACHI LTD 1 7 9 10 13 20 11 10 19 8 8 4 3 6 3 2 2

IBM CORP 4 2 6 6 3 8 11 8 1 11 10 14 21 29 10 9 0 5 2 0

Samsung 3 9 9 5 6 5 16 20 17 11 10 7 2 5 0 3 1 3 0 0

SUMITOMO ELECTRIC IND LTD 1 2 5 5 4 8 7 11 13 11 10 5 2 6 1 3 2

GUARDIAN IND CORP 2 4 6 5 4 3 6 1 5 6 7 9 12 12 2

TDK CORP 3 3 2 1 6 4 1 2 9 8 7 11 10 6 5

MATSUSHITA DENKI SANGYO KK 1 6 4 6 8 6 9 12 4 5 4 2 4

SAMSHIN PRECISION CO LTD 3 6 4 2 4 3 6 17 7 10 3 3 2 2 1 1 1

SAMSUNG ELECTRONICS CO LTD 3 5 3 2 2 10 3 10 1 7 4 3 2 2

SEMICONDUCTOR ENERGY LAB 2 3 4 6 1 5 2 5 7 2 4 7 9 2 5 1

SEAGATE TECHNOLOGY LLC 2 3 4 3 6 2 2 4 2 3 7 7 11 6 1 2 3 3

SONY CORP 3 1 1 3 5 3 2 7 6 10 3 5 6 4 6 4

NIPPON SEIKO KK 1 1 3 3 5 9 20 5 4 7 3 3 1 1

TOYOTA JIDOSHA KK 1 2 3 4 4 7 12 11 5 4 6 2 1 1 1

HON HAI PRECISION IND CO LTD 3 1 4 5 1 34 13 2 2

KOYO SEIKO CO LTD 3 5 10 7 3 2 2 4 4 7 3 8 2 1 2

NISSAN MOTOR CO LTD 2 3 2 1 3 4 5 6 21 8 2 1 1

CANON KK 2 3 1 2 1 1 5 3 1 6 3 1 1 1 1 7

TOSHIBA KK 2 4 4 4 7 5 7 2 1 2 1 1 1 1 1

SEIKO EPSON CORP 3 1 2 10 11 3 1 1 7 3 1 1 1 1

MATSUSHITA ELEC IND CO LTD 14

MITSUBISHI MATERIALS CORP 2 2 1 5 1 3 9 5 7 1 5 1 1 1 1

NTN CORP 1 1 4 3 13 5 2 8 1 1 1 1 1 2

HONG FU JIN PRECISION IND SHENZHEN CO LT 2 4 4 1 18 7 2 1

RICOH KK 1 2 1 6 2 3 3 3 3 3 2 1 2

SAE MAGNETICS HK LTD 5 1 1 2 5 3 6 5 2 2 1 2 1

TOPPAN PRINTING CO LTD 1 2 2 2 6 5 3 5 5 2 2

IND TECHNOLOGY RES INST 3 1 3 2 5 3 3 5 2 1 2 5

KAO CORP 2 2 13 15

174

140

133

121 84

84

76

75

73

72 69

67

66

65

65 59

52

52

47

45 45

44

39

36

36

36 35

35

33

32

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

IBM CORP

HITACHI LTD

SAMSUNG

SUMITOMO ELECTRIC IND LTD

GUARDIAN IND CORP

TDK CORP

MATSUSHITA DENKI SANGYO KK

SAMSUNG

SEMICONDUCTOR ENERGY LAB

SEAGATE TECHNOLOGY LLC

SONY CORP

NIPPON SEIKO KK

TOYOTA JIDOSHA KK

HON HAI PRECISION IND CO LTD

KOYO SEIKO CO LTD

NISSAN MOTOR CO LTD

CANON KK

TOSHIBA KK

SEIKO EPSON CORP

MATSUSHITA ELEC IND CO LTD

MITSUBISHI MATERIALS CORP

NTN CORP

HONG FU JIN PRECISION IND SHENZHEN CO LT

RICOH KK

SAE MAGNETICS HK LTD

TOPPAN PRINTING CO LTD

ITRI Taiwan

KAO CORP

KOBE STEEL LTD

FRAUNHOFERPatenter

103

De fleste virksomheder patenterer som hovedregel i hjemlandet. I tabellen nedenfor er

patenterne opgjort efter ”priority country”, som er det land, hvor patentet hører hjemme.

Næsten to ud af tre patenter er japanske – og mindst 85 procent er fra Asien. USA har 7

procent af patenterne, og japanske universiteter og virksomheder har 18 procent. Der er

fire patenter, som har Danmark som priority country: Sinu Shunt A/S (som har lavet et

dræn til rygmarv), Danfoss og Neurodan.

Figur 16: Fordeling af patenter efter "priority country" for patenter 1980-2014

Japan 62% Kina

10%

Korea 10%

USA 7%

Taiwan 5%

Euro.-patent 2%

Word-pantent 1%

UK 2%

Frankrig 1%

Schweiz 0%

104

Figur 17: Patenter – fordelt efter "priority country" år for år

Følges patentaktiviteten over årene, er det tydeligt, at japanske virksomheder og

forskning tidligt har investeret massivt i teknologiudviklingen omkring DLC, og aktiviteten

var stigende frem til 2004. Tendensen til en lidt lavere aktivitet på patentering af DLC-

teknologier skyldes især faldet i Japan, for aktiviteten er stigende i andre områder end

Japan. Selvom aktiviteten er faldet betydeligt, er Japan fortsat i front. Interessen i USA

har været lang lavere, men har dog været stigende siden 2005. Især Kina har taget et

hurtigløb i patenteringen på DLC siden 2005. Grafen antyder et fald siden 2012, men det

skyldes sandsynligvis manglende registreringer.

I Figur 10 vises de 75 mest anvendte teknologikoder i forbindelse med ”diamond-like

carbon”. Tabellen er farvekodet således. at grønne felter er år, hvor der sker relativt

meget, og røde felter er år, hvor patentaktiviteten er lav. En del af koderne er generelle

som f.eks. ”nanotechnology”, mens andre røber mere om anvendelsesområdet. En stor

del af anvendelsen handler om elektronik (semiconducters, lededende materialer,

batterier), men også teknisk keramik, overflader, maling m.m. har tiltrukket interesse.

I Figur 11 er teknologiområderne opgjort efter land således, at de områder, hvor

patenteringsaktiviteten er stærkest i landet (inden for de mest anvendte teknologikoder),

er farvet rødt. Tabellen viser f.eks., at den asiatiske interesse centrerer sig om

semiconductors og elektronik, hvilket afspejler interessen for IT-teknologi, mens den i

USA og Europa har handlet mere om overflader og coatings, som måske er mere

generelt. I Schweiz har interessen blandt andet handlet om ure.

0

50

100

150

200

250

2014

2013

2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1989

1995

1994

1993

1990

1992

1991

1987

1986

1988

1984

1985

1981

1983

1982

Japan Kina Korea USA Taiwan Europe

World UK Frankrig Schweiz Rusland

105

Konklusioner

Interessen for diamond-like carbon steg frem mod finanskrisen, især i Japan, men har

været siden været svagt aftagende. Den samlede udvikling skjuler større omvæltninger.

Hvor den store japanske satsning nu dæmpes, er Kina med hastige skridt på vej mod en

første posititon på dette teknologiområde, og USA eller Korea er på vej mod en

tredjeplads.

I Figur 20 er der indsat en liste med eksempler på patenter for materialer og overflader,

hvor diamond-like carbon indgår. Listen giver et godt indtryk af den bredde af

muligheder, teknologien giver. Ligeledes giver den et indtryk af, hvordan

tilgængeligheden til nye teknologier er globalt.

En stor del af teknologierne får danske virksomheder glæde af på lige fod med andre

virksomheder, når de indbygges i f.eks. ny IT-teknologi. Det er teknologier, som alle får

adgang til, og hvor danske virksomheder ikke er en del af konkurrencen. Hvis

virksomhederne løbende opdaterer deres IT-udstyr, får de del i denne teknologiske

udvikling.

Nogle patenter giver nye teknologier, som kan tages hjem og anvendes. Atter andre

virksomheder skal være opmærksomme på, om der er licensmuligheder, så eventuelle

konkurrencemæssige forspring kan bevares. På 5-8 års sigt vil der – hvis tempoet holdes

– være måske 2.000 – 3.000 flere patenter og dermed endnu flere områder, hvor danske

virksomheder skal sikre sig, at de har de rette leverandører. Det er anvendelsen af de

udviklede teknologier, som kan give virksomhederne flere muligheder – og ulemper, hvis

anvendelsen primært ligger hos konkurrenterne. Endelig kan der være konkurrenter, som

udvikler og patenterer ny teknologi, som danske virksomheder så ikke kan få adgang til.

106

Figur 18: De 75 mest anvendte teknologikoder i forbindelse med diamond-like carbon

107

Figur 19: Teknologiske tyngdepunkter i de mest patenterende lande

108

Figur 20 Eksempler på materialer, overfladebehandling og coatings udviklet med brug af

diamond-like carbon

Patenter Publication Number Title

CH708068B1 Spiral spring for attaching beam-spiral mechanical oscillator in e.g. clock element for per-forming clockwork, has silicon bar provided with surface, and doping element utilized to compensate thermal coefficient of Young modulus of bar

CN101935842A Treatment before physical vapor deposition coating of stainless steel forming mold, in-volves thermally treating, quenching and tempering mold base, polishing surface before deposition, and choosing titanium carbonitride as coating

CN102080207A Formation of multilayer superhard coating for piston ring, involves forming chromium layer, chromium nitride layer and titanium-aluminum nitride layer on substrate, and forming diamond-like carbon film on obtained multilayer coating

CN102758201A Composite coating, comprises magnesium oxide porous membrane as transition layer, and multi-element doped silicon- and nitrogen-doped diamond-like carbon or titanium- and nitrogen-doped diamond-like carbon nanometer composite coating

CN102974348A Catalyst composition used for dehydrogenation of alkane, ethylbenzene, diethylbenzene and methylbenzene, comprises oxide carrier and nano-diamond coating

CN103388451A Ultra-temperature screw drilling tool, has rotor mounted in stator, and high temperature resistant coating distributed on inner wall of stator and outer wall of rotor, where high temperature resistant coating is diamond-like carbon coating

CN103469205A Coating lotus leaf-like diamond-like carbon film, e.g. used in metal mold, by plasma clean-ing and plasma nitriding workpiece surface, contacting workpiece with transition gas, and coating transition layer with diamond-like carbon coating

CN103484834A Production method for diamond-like coated (DLC) cylinder sleeve involves forming DLC coating with predetermined thickness on workpiece surface of closed chamber

CN103510053A Diamond-Like carbon film metal surface plating by ultrasonic cleaning, drying, coating, vacuumizing, depositing titanium transition layer, depositing titanium nitride transition layer and starting pulse electric arc discharging

CN103553355A Superconductive hot glass substrate comprises a glass plate, whose surface is coated with diamond-like carbon coating

CN103695843A Producing diamond-like carbon film comprises cleaning workpiece in high-pressure spray cleaning machine and then drying, pretreating workpiece, coating workpiece with dia-mond polishing powder, and etching surface of workpiece

CN103769830A Mold manufacturing method for preparing complex mold surface with micro-structural characteristics, involves performing plastic forming process, and removing high tempera-ture glass fiber grid, so as to obtain mold surface

CN103775634A Composite coating piston rod used in air compressor, comprises piston rod main body, nitride layer adhered with composite coating from inside to outside, metal bottom layer, hard coating layer and solid lubricant surface layer

CN103866234A Nano composite thin film material comprises carbon steel, stainless steel or cemented carbide substrate, substrate bonding layer, intermediate layer and functional surface layer, when substrate bonding layer is titanium metal bonding layer

CN103866242A Physical vapor deposition technology used for coating medical device, involves cleaning rough surface of medical device using an abrasive material for effective polishing

CN103866251A Depositing diamond-like carbon film on plunger surface involves utilizing multi-target pulse magnetic control sputtering method, cleaning plunger by using plasma sputter containing argon gas and ultrasonically in vacuum chamber

CN103882377A Preparation of antibiotic type diamond like carbon/nanohydroxylapatite gradient compo-

109

Patenter Publication Number Title

site coating involves using inert material, active material, and substrate, ultrasonically crushing and mixing, sintering, coating

CN103920185A Molybdenum-doped artificial joint comprises titanium artificial bone, benzyloxy-titanium alloy bone substrate, and diamond-like carbon coating

CN103945318A Composite vibration film manufacturing method, involves arranging lower frame with film substrate layer, forming inner frame with opening, and forming outer surface of hard layer with another hard layer

CN103956592A Corrosion protective composite coating composition comprises nickel-phosphorus alloy coating that is applied on pure diamond-like-carbon coating

CN104021799A Magnetic head, has main body formed with substrate surface, and seed layer whose up-per part is formed with welding layer, where lower surface of seed layer is adhered with welding layer by welding process

CN201350138Y Intravascular stent, has body whose inner and outer surfaces are coated with diamond like carbon coating i.e. amorphous structure carbon film, which is coated with sustained release medicine coating

CN201501147U Gravure roller, useful in printing, comprises a cylindrical type area, circumferential sur-face, which is processed with forming pattern, where the cylindrical type area is cast iron, epoxy resin composite material and coating

CN201729970U Wearable rotating shuttle for sewing machine, has inner shuttle part sleeved in inner cavity of outer shuttle part, where surfaces of inner and outer shuttle parts are coated with layer of hard wearable coating

CN202626485U Air-jet loom reed diamond-like carbon coating-type loudspeaker opening structure, has upper peak teeth and lower peak teeth movably connected together, where upper part of lower peak teeth is coated with diamond-like carbon coating

CN203382818U Device useful for flat plate surface plating of diamond like carbon film, comprises a vacu-um chamber set in a flat plate fixing device, a support metal mesh enclosure provided with the flat plate fixing device, and a metal buckle

CN203639346U Superconducting hot glass substrate includes glass plate with surface that is coated with diamond-like coating

CN203756974U Composite-type coating piston rod has piston rod main structure that is provided with nitride layer to which composite coating is adhered, and solid lubricating surface layer that is coated with diamond-like carbon

CN203773076U Resin lens, has vapor deposition layer connected with lens substrate, and diamond-like carbon film connected with outer surface of vapor deposition layer, where vapor deposi-tion layer is provided with silicon layer

DE102004013600A1 Fuel injection valve for an internal combustion engine comprises a valve needle having a valve-sealing surface partly provided with a wear-reducing coating

DE102010015335A1 Fluid-dynamic bearing system for spindle motor that is utilized for driving hard disk drive, has bearing components comprising wear-resistant surfaces that are provided with hard-ened surface coating

DE102010038513A1 Vehicle, has parking lock device provided with locking element cooperating with wheel and effective areas such that areas and another set of effective areas are in contact with each other, where one of set of areas is provided with coating

DE102011079933A1 Optical element for use as e.g. facet of multi-faceted mirror in illumination system for UV lithography device, has functional coating on side, where specific condition is fulfilled in connection with thickness and tension of coating

DE102011083714A1 Sliding element e.g. a piston ring, useful in a highly stressed engine, comprises a diamond-like-carbon coating on a substrate of the element, and a material that is softer than the

110

Patenter Publication Number Title

coating and embedded in a surface of coating

DE102012016293A1 Pressing device for pressing rack gear to pinion of steering rack of motor vehicle, has thrust piece arranged in steering housing, where contact surface of thrust piece is partly provided with surface coating bordering on steering housing

DE102012022268A1 Method for preparing piston ring for internal combustion engine e.g. petrol engine, in-volves partially extending interruptions introduced into hard material layer as channel between flank surfaces in circumferential direction

DE102012109272A1 Coating method useful for coating medical instruments, implants and/or fixators, com-prises activating a surface of an article to be coated, applying a galvanic copper layer, and applying a biocompatible gas phase surface coating

DE102012207660A1 Shaft assembly for turbocharger, has turbocharger shaft rotatably mounted by bearing assembly that is provided with water lubrication, where bearing element of bearing as-sembly is partially coated with amorphous carbon coating

DE102012207661A1 Water-lubricated shaft assembly for high pressure radial flow fan, has bearing arrange-ments for bearing of fan shaft, where bearing elements of one of arrangements, and rings and elements of other arrangement are coated with carbon coating

DE102012217181A1 Piston pin for supporting piston in internal combustion engine of vehicle, has recess formed in axial end portions of radially outer stud surface, where depth of recess is in specific range

DE102012219930A1 Sliding material used for combustion engine, comprises coating comprising metal-containing adhesive layer and diamond-like carbon layer comprising diamond-like carbon surface layer and diamond-like carbon main layer containing carbon

DE102013006317A1 Method for producing surface with sensory properties of jet-black appearance on carrier of e.g. mobile telephone, involves coating prepared surface of carrier with diamond like carbon layer by performing gaseous phase separation method

DE102013101246A1 Sliding system for e.g. mechanical seal, has sliding component having sliding surface par-tially coated with amorphous carbon, and coated surface treated with lubricant contain-ing oxygen-containing organic compound(s)

DE102013109718A1 Lamination plate for lamination processes, particularly for production of driving licenses, identity cards, or credit cards by films, has plate body, whose surface is coated with non-stick coating on one of two plate sides in inner region

DE102013200868A1 Forming bonded connection between first and second joining members, comprises apply-ing protective layer on protected surface portion of first connecting member, and forming bonded connection between connecting surfaces of members

DE102013211807A1 Thermionic cathode for use in electron emission apparatus, comprises crystalline or sin-tered emitter having upper section and sides, and carbon coating applied directly to outer surface of sides

DE19722728A1 Coated cermet, hard metal or ceramic body production involves CVI of dewaxed green body, microwave sintering and then coating

DE20013526U1 Riveting or clinching tool, especially for joining aluminum sheets, comprises a die with a carbon coating, preferably a diamond-like carbon coating

DE202014101175U1 Composite material, useful in element for connecting metal and fiber-reinforced plastic in automobile, includes first material, coating applied on first surface of first material, and second material made of fiber-reinforced plastic

DE4127639A1 Low friction contact surfaces between cam and ram or lever with latter having nano-dispersed amorphous metal-hydrocarbon coating and former made of hardened lede-burite coating

EP1508423A2 Producing optical disc substrate useful in e.g. compact disc involves injection-molding

111

Patenter Publication Number Title

melted resin through nozzle of injection cylinder and at least face of nozzle, which con-tacts resin, is coated with inorganic coating

EP1548153A2 Production of multilayer coatings with high wear resistance, for light alloy metal and metal matrix composite materials, involves depositing cermet coating, applying surface finishing treatment, and depositing nitride or carbon coating

EP2018882A2 Endoprosthesis, particularly intraluminal endoprosthesis, e.g. stent, has base lattice made of biodegradable material, and coating that is formed inertly, where base lattice is com-pletely covered by coating

EP2209184A1 Rotor for use in electric motors, is made of magnetic material, and has upper surface section of magnetic material, where upper surface section is provided with wear-proof coating

EP2226409A2 Turbine compressor airfoil useful for compressors of industrial gas turbines, comprises an airfoil surface, a sacrificial coating, and an erosion-resistant coating

EP2256228A2 Coating useful for protecting a surface against erosion when contacted by particles having a range of particle sizes or by repetitive high velocity fluid impingement, comprises a first coating, and a second continuously hard coating

EP2682230A2 Processing cam of camshaft, comprising opening for connecting cam with shaft of cam-shaft, and outer cam surface, comprises coating cam surface with diamond-like carbon, and processing the coated cam surface by precision machining

EP2684942A1 New functionalized branched polymer, useful for the surface epilamization of an article used in timepiece mechanical parts

EP2727880A1 Three-dimensional micro-mechanical component for watch movements, has chamfer that are placed at specific angle in edges of surface

EP532184A1 Durable optical element comprises poly-diamond thin-film substrate and amorphous diamond-like carbon@ thin film protective coating

EP651069A1 Friction reducing and wear protection coatings with silicon alloyed diamond like carbon@ coating applied on intrinsic diamond-like carbon coating

EP908309A1 Printing doctor blade is provided with a hard material coating

EP977182A2 Magnetic storage medium for e.g. tapes, disks, comprises substrate, layer of substantially uniformly spaced apart magnetic nanoparticles, and coating

GB2287473A Biomedical polymer insert comprises a polymer substrate with a diamond-like coating

JP2002031893A Precision processing method in manufacture of MR head, involves forming anti-reflective coating containing diamond-like carbon on substrate film, and developing photoresist film on anti-reflective coating

JP2008144714A Compressor for oxygen enricher, has two cup packings and two cylinders that are sub-jected to diamond like carbon coating

JP2014004166A Implant e.g. artificial dental root used for controlling bone metabolism comprises base material, and diamond-like carbon film which is formed in surface of base material and contains rare gas atoms

JP2014009508A Structure for protecting concrete, has protection sheet that covers surface of concrete, where protection sheet is provided with base material formed of resin and carbon film

JP2014016219A Gas flow rate sensor for measuring gaseous flow velocity and flow volume, has protective layer formed in outermost surface of thin film portion formed in semiconductor sub-strate, where thin film portion is provided with detection portion

JP2014016263A Contact for conducting electric test of flat panel display, has carbon film provided in outermost surface of electroconductive substrate, containing ruthenium element and contacting terminal of subject

112

Patenter Publication Number Title

JP2014019917A Manufacture of article used as protective film of corrosive metal film, involves arranging base material in surface facing cathode and anode, generating plasma, negatively-biasing base material, and forming amorphous carbon film

JP2014033068A Manufacture of silicon carbide substrate for semiconductor device involves preparing monocrystal substrate consisting of silicon carbide which has main surface, and forming protective film which covers main surface of monocrystal substrate

JP2014037812A Rotary pump for e.g. positive electrode of laminated type battery used for electric vehicle and hybrid vehicle, has rotor equipped with feeder blade, where diamond-like carbon is coated on casing, rotor and surface of feeder blade

JP2014051216A Pneumatic tire for vehicle has diamond like carbon thin film that has predetermined film thickness range in micrometers and formed in sidewall outer surface through plasma chemical vapor deposition method

JP2014056033A Fully automatic manufacturing system for manufacturing gravure roll utilized for manu-facturing product, has diamond-like carbon coating membrane formation unit for forming diamond-like carbon coating membrane in surface of base material

JP2014058716A Metal mold used for peeling electrocast product, contains electro-nickel phosphorus alloy plating film with specified amorphous thickness and containing hydrogen, phosphorus and nickel, in specified amount, on substrate surface

JP2014069000A In-vivo sliding element used for implantation of artificial joints, has diamond-like carbon (DLC) layer on surface of base material

JP2014101832A Lash adjuster for adjusting valve clearance of valve operating apparatus, has external thread element whose front end surface point-contacts by making rear end surface of protruding shaft portion into convex form spherical surface

JP2014105377A Film-forming processing method for forming thin metal film for soldering to surface of to-be-film-formed portion, involves moving atom of film-forming source to surface of to-be-film-formed portion

JP2014107400A Solar cell panel for solar cell array, has inhibition resistance layer that inhibits leakage current which flows into frame through light-receiving surface glass from photoelectric converting layer

JP2014114493A Manufacture of plastic molded component for forming gas-barrier plastic molded com-ponent, involves forming radical generating unit on surface of plastic molded component, and forming graft polymerization layer and intermediate film

JP2014136173A Method for coating transparent conductive film to base material, involves thinly leveling coating liquid coated to outer peripheral surface of coater roll, and mixing electrically conductive materials in liquid coating agent

JP2014149969A Battery electrical power collector for lithium ion battery utilized in mobile telephone, has diamond like carbon film formed in surface of aluminum material, where thickness of diamond-like carbon film is in specific range

JP2014162932A Sliding face component used for machine tool, has diamond-like carbon (DLC) coating membrane that is made to peel whole resist pattern, and DLC pattern that is formed in metallic substrate surface applied with photoresist

JP2014168900A Rectangular plate-shaped squeegee for use in screen printing apparatus that is utilized for printing solder, on board, has coating part whose front and back surfaces are exposed by non-coating part that is formed with predetermined pattern

JP2014180614A Manufacturing method for multilayer film, involves using gravure roll having outermost surface coated with diamond-like carbon to directly laminate application layer on base film

JP2014185691A Mechanical seal has stationary-side sealing surface that is provided in fixed ring and is

113

Patenter Publication Number Title

arranged opposite to rotation ring along axial direction of rotating shaft

JP2014201392A Roller e.g. pinch roller for paper conveyance mechanism mounted in image forming appa-ratus, has outer ring whose outer peripheral surface is functioned as slide face of paper and is covered by diamond-like carbon coat in whole region

JP2014205126A Oblique line-type cell gravure roll for gravure coating system to coat coating liquid on e.g. base film during manufacturing of optical film, has cell formed in surface of base material roll, where material roll is made of ceramic material

JP2014229657A Photovoltaic cell for solar cell module, has metal electrode layer, thin film photoelectric converting layer, and transparent electrode layer, which are stacked on light-receiving surface side of film substrate

JP3026246A Dental micro-cutter of good efficiency has surface coated with crystals of diamond like carbon, with gaps filled by electroless nickel coating

JP3055112A Diamond-coated chip for cutting blade of circular saw comprises base material with dia-mond and/or diamond-like carbon coating

JP4154634A Optical element moulding die comprises base material, middle layer contg. silicon@ or boron@ and diamond, diamond-carbon@ film, amorphous carbon hydride film or rigid carbon@ coating

JP5065646A Diamond coated sintered alloy having resistance to flaking mfr. by forming intermetallic cpd. layer on matrix surface of sintered alloy, etc. to form diamond and/or diamond like carbon@ coating

JP59082851A Coated material for use in living body comprises metal titanium coated by diamond or carbon coating

KR1438789B1 Pellicle frame manufacturing method, involves forming diamond like carbon coating layer on surface of supporting frame by using chemical vapor deposition method, and sur-rounding central part opening part by sidewall

KR2001064620A High-efficiency heat sink is made of aluminum and surface coated with diamond coating

KR2003081662A Solar cell having double layer antireflection coating

KR2005005251A Tappet for engines having good friction decreasing characteristics manufactured by dia-mond-like carbon coating

KR2013039804A Brake pad for vehicle, has core, which blocks transmission of heat of frictional braking to caliper housing, comprising elastomer bodies and piezoelectric members applied with diamond-like carbon (DLC) coating

KR2014000522A Method for removing surface coating layer involves forming plasma in surface of injection mold by plasma nitridation process, providing activated carbon on nitrided surface, de-positing carbon coating layer, and removing surface layer

KR2014030482A Positive electrode, useful for a lithium-air secondary battery, comprises a concave and convex structure formed on a surface of a metal structure, and a porous reaction layer formed on the metal structure with concave and convex structure

KR2014044262A Cutting tool for separating product division, such as lens used in camera, has connection unit, which is connected to supporting unit and product division, where attachment sur-face is provided unparalleled with reference surface

KR2014046165A Preparing superhydrophobic metal surface, by grinding surface of metal, immersing grinded metal surface in etching solution having etchant, and evaporating water with low surface energy material to prepare super water-repellent material

KR2014070111A Electrode for lithium secondary battery of mobile telephone, has active material that is provided with silicon oxide powder, graphite and binder, where diamond like carbon layer is provided for covering surface of active material

114

Patenter Publication Number Title

TW200722537A Nano-network hybrid coating, a method for manufacturing the same and a mold compris-ing the coating

TW201423109A Tester probe pin having anti-sticking surfaces and probe station assembled with the pin

TW201434432A Electrosurgical unit with diamond like carbon film and manufacturing method thereof for reducing stickiness of electrode head and enhancing surface temperature uniformity

US20010035662A1 Air deflector system for removing rain water and dirt from backlite of vehicles includes rear spoiler for redirecting and causing air to flow faster toward a backlite with hydro-phobic coating

US20020037440A1 Magnetic recording medium includes magnetic film on non-magnetic substrate by inter-calating under layer with specified proportion of functional group per carbon atoms in diamond-like carbon protective coating

US20030143401A1 Production of transparent article involves forming protective coating including carbon layer on optical coating, heating protective coating to form carbon containing gas, and removing the carbon layer from optical coating

US20030224167A1 Hybrid gem has gem media whose exterior surface is coated with diamond-like carbon coating

US20040005502A1 Bipolar plate for use in electrochemical cell, has doped diamond-like carbon coating

US20040031624A1 Earth-boring bit for drilling boreholes in earthen formations, includes seal assembly mounted between cone and bearing shaft and having rigid rings with seal face with dia-mond-like coating

US20040031625A1 Earth-boring bit for drilling boreholes in earthen formations, includes bearing surface between cone and bearing pin and having diamond-like coating

US20040263978A1 Infrared imaging lens assembly for e.g. vehicle, has two lens units, where diffractive sur-face on rear side of each lens unit is formed by etching or embossing material of lens unit and one unit has diamond-like carbon coating

US20050112942A1 Electrical bulkhead/feedthrough for e.g. micro-electromechanical-system package, has conductive pin with dielectric coating e.g. micro-coating, that has thin films of dielectric material and diamond-like carbon coating

US20060017055A1 Display device for e.g. flat panel display, backlight, or flat light source, comprises hole drift layer and electron transport layer, each including diamond coating

US20060222772A1 Production of coating involves adjusting process variable(s) of coating deposition process to maintain intensity of hydrogen-alpha-emission of plasma within predetermined range to facilitate production of diamond like-carbon coating

US20060240260A1 Cover for, e.g. cellular radiophones, wireless radiophones and personal communicators, or laptop computers, includes basic part, and diamond-like carbon coating

US20070104953A1 Diamond-like-carbon (DLC) coating for an end mill has a base layer that does not contain hydrogen and a surface layer that is introduced upon coating the DLC coating where its thickness is relative to the thickness of the DLC coating

US20080014406A1 Injection molded soldering head useful for high temperature application, comprises sub-strate having aperture and two surfaces, and low friction coating

US20080019854A1 High performance liquid chromatography pumping apparatus for e.g. high pressure liquid chromatography device, has drive unit reciprocating piston that is coated with diamond-like carbon coating

US20100044110A1 Coated drill stem assembly for subterraneous rotary drilling operation, has body assembly with exposed outer surface including drill string or coiled tubing coupled to bottom hole assembly, and ultra-low friction coating

US20100186450A1 Making heat treated coated article useful in window unit e.g. vehicle window, involves

115

Patenter Publication Number Title

supporting coating comprising layer of zirconium nitride and layer comprising carbon, and thermally tempering the glass substrate supporting coating

US20100267286A1 Electronic device housing for providing trimless electronic device port into which con-nector may be inserted comprises a housing body and a non-conductive coating

US20110010950A1 Method of coating e.g. blade support of razor blade, involves covering entire surface of blade flank and surface of blade component using coating deposited using atomic layer deposition process, and etching the coating

US20110042069A1 Coated sleeved oil and gas well production device for use with coated sleeved devices to reduce e.g. friction in production operations utilized in e.g. marine riser system, has por-tion of inner and outer sleeve surfaces applied with coating

US20110075293A1 Magnetic data storage tape used in magnetic tape drive, has surface material having lower surface tension than the under coating

US20110076391A1 Adhesive composition, useful e.g. as a thermal conductor for electronic components, comprises carbon-based particles at least partially coated with an electrically-insulating coating

US20110203791A1 Coated sleeved oil and gas well production device for use in e.g. drilling rig equipment, has coating that comprises ultra-low friction layers and buttering layers that are inter-posed between hardbanding and ultra-low friction coating

US20120148762A1 Coating a substrate involves dispersing nanodiamond powder in liquid; converting the liquid of coating precursor to vapor; introducing coating precursor to vapor deposition process; and producing nanocrystalline diamond-containing coating

US20130107250A1 Many structures useful in molecular analysis, comprise nanostructure and nanoparticle attached to nanostructure, or many nanoparticles, where nanoparticles are free-standing and each nanoparticle is coated with a metal coating

US20140022468A1 Touch panel for touch display panel e.g. LCD panel, has light-shielding layer formed on cover, touch device arranged on mounting surface of cover, and touch chip arranged on layer of conductive lines by performing chip-on-glass process

US20140022469A1 Touch panel placed on e.g. LCD panel, has light-shielding layer and touch device that are placed on device mounting surface of transparent cover

US20140023864A1 Method for forming graphene on substrate used in mechanical system, involves forming solution processed graphene on substrate so as to establish low friction wear surface

US20140048884A1 Semiconductor structure has conductive material portion that vertically extends from top surface of semiconductor substrate and to topmost surface of protruding structures

US20140048905A1 Semiconductor structure for e.g. field programmable gate arrays, has anti-fuse structure with uppermost surface that is co-planar with uppermost surface of interconnect dielec-tric material

US20140090864A1 Glass substrate used in electronic device e.g. pagers, and watches comprises glass main body having opposing major surfaces and layer having a thickness provided over a majori-ty of a first major surface

US20140101945A1 Razor blade for use in e.g. medical/surgical instruments, has polymeric material including lower surface placed on thin, dense, and uniformly coated blade edge by isostatic press to form isostatically-pressed PTFE coating on blade edge

US20140104288A1 Inductor for use in display device e.g. smart phone, has metal that is arranged in first via and second via, and metal trace that is positioned over surface of substrate, and provided to define borders with respect to cavity

US20140166065A1 Film structure for controlling temperature of thermoelectric material, has thermoelectric substrate, and diamond-like carbon layers located on opposite surfaces of thermoelectric substrate, and having predetermined electroconductivity

116

Patenter Publication Number Title

US20140174355A1 Plasma chemical vapor deposition (CVD) apparatus for forming carbon protective film of magnetic recording medium, has magnet unit which is provided on back side of discharge surface, such that magnetic poles faces discharge surface

US20140178637A1 Multi-layer low friction coating, useful in surface of e.g. pipe, comprises under layer con-sisting of e.g. chromium nitride, adhesion promoting layer consisting of e.g. chromium, and functional layer consisting of e.g. diamond-like-carbon

US20140186716A1 Protected lithium metal electrode useful in making device containing sodium comprises lithium metal substrate, and protection layer, located on surface of lithium metal sub-strate, metal thin film, and electrically conductive thin film

US20140197006A1 Roller structure e.g. roller turn roller used in conveyor system, has bushing that is provid-ed proximate to each side of casing and comprised of cylindrical portion in contact with bearing bore surface of anti-friction bearing

US20140198411A1 Magnetic head for disk drive unit for hard disk drives has solder nonwettable layer which has same thickness with seed layer so that top surfaces are in same level

US20140203462A1 Method for manufacturing plate workpiece with surface microstructures, involves cooling one mold and parting patterned preform from different mold so as to obtain plate work-piece with surface microstructures

US20140204723A1 Thermally assisted magnetic recording head for magnetic disk unit, has first film that covers end surfaces of waveguide and magnetic pole, and has opening that is filled with second film to cover end surface of plasmon generator

US20140235513A1 Coatings for applying to internal combustion engine components e.g. pistons comprises deposition surface; and coating on deposition surface, where coating includes particles of metal chalcogenide having fullerene/tubular-like geometry

US20140237834A1 Form measuring instrument used to measure surface profile of work piece, has displace-ment detector that is provided to portion of stylus holder to detect displacement of stylus holder resulting from rotation

US20140272166A1 Method for coating airfoil of compressor blade of gas turbine engine used to power e.g. aircraft, involves providing gas turbine blade that comprises airfoil section, and applying coating layer to preselected exterior surface

US20140308384A1 Molding roller for manufacturing e.g. diffusion film, which is utilized in backlight module for guiding light, has main body comprising circumferential surface and microstructures on surface, and film formed on surface and micro-structures

US20140319542A1 Conducting material for use in electronic component, has carbon-based material selected from group consisting of diamond or insulating diamond-like carbon, having hydrogen-terminated surface and layer of molybdenum trioxide coating surface

US20140326204A1 Cam follower of cam follower system of V-engine mounted in rail vehicle, has steel pin that is coated with diamond-like carbon coating, couples a roller to tappet, and is formed with depressed contour on outer surface of pin

US20140333878A1 LCD for use in TV, has upper alignment layer formed along side and upper surface of mi-crocavity, and common electrode formed on upper alignment layer, where upper and lower alignment layers enclose liquid crystal layer

US20140335330A1 Article for forming display of smart phone and computer tablet, comprises substrate having surface, and optical film disposed on substrate surface forming coated surface and containing scratch-resistant layer, and exhibits color shift

US20140342029A1 Roller die for molding microstructures on optical film, has roller, micro-structures which are formed on outer surface of roller, and layer of carbon film that is formed on surfaces of micro-structures

US5087959A Protective coating used as semiconductor passivation layer incorporates thin layer of

117

Patenter Publication Number Title

amorphous diamond-like carbon which can have amorphous silicon coating

US5673730A Lead forming for semiconductor package leads has member with surface for shaping lead which has a diamond-like carbon@ coating

US5880552A Acoustic or optical wave chemical sensor for detection of e.g gases comprises a substrate, a wave producing device and a diamond-like carbon coating

US6322431B1 Burnishing head for smoothing surface irregularities on disk, has burnishing pads with micro-textured contact surface that is coated with diamond-like carbon overcoating

US6402502B1 Gate insert for optical disc mold, comprises metal base structure whose exterior surfaces are covered with physical or chemical vapor deposition material coating

US8638645B1 Write element of thermally assisted magnetic head slider for head gimbal assembly used in hard disk drive, has plasmon unit whose light generating surface is provided apart from air bearing surface with specific distance to form recess

US8861318B1 Thermally assisted magnetic write head of e.g. head arm assembly used in hard disk drive, has protective films which cover first end surface of waveguide and third end surface of plasmon generator respectively

WO1995031584A1 Surface treatment techniques achieving a higher deposition rate by directing energy at substrate to dissociate carbon@-contg. molecules from sec. source and to diffuse car-bon@ from substrate to form coating

WO1999035303A1 Razor blade with a carbon film coating

WO2001008213A1 Formation of conductors with high electromigration resistance by surface coating

WO2001043790A2 Medical article, used as implantable vascular device or cardiovascular device suitable for contacting a patient's blood, comprises polymer substrate of which a portion is coated with diamond-like carbon coating

WO2001049623A1 Coated article useful as e.g., architectural glazing, has non-metallic material coated with diamond-like carbon coating

WO2003049098A1 Optical storage system comprises optical storage medium having substrate with deposit-ed on its side(s) recording stack and optically transparent coating

WO2004036553A2 Atomic probe for high-density data storage reading, writing, erasing or rewriting in mo-lecular memory integrated circuits for use in micro-electromechanical systems comprises core coupled with coating

WO2004088113A1 Piston for internal combustion motor, comprises skirt with polished surface coated with hard coating

WO2005005110A1 Cutter, e.g. razor blade used in hair shaving device, e.g. safety razor, comprises steel sub-strate having nitrided hardened surface portion(s) with coating

WO2005021851A1 Rapier for reducing number of yarn ruptures during weaving comprises diamond-like coating deposited on top of hard metal coating

WO2005045086A1 Driving gear used as a toothed gear for machine tools used to transmit force is produced from a non heat-hardened steel having a ferritic structure or perlitic structure with a specified base hardness and a hard surface coating

WO2005090634A1 Substrate e.g. medical implants and automotive power train components, is covered at least partially with layered coating comprising adhesion promoting layer comprised of metal carbonitride further comprising oxygen, and hard carbon coating

WO2006048461A2 Acetabular prosthesis comprises hemispherical titanium socket cavity surrounded by rim with apex comprising fins on convex cavity surface covered with hydroxy apatite layer and concave surface covered with diamond like carbon coating

WO2006075219A2 Sliding mechanism used in automobile as ball bearing and sleeve, comprises low friction coating applied on at least portion of sliding member(s) at the contact area, and grease

118

Patenter Publication Number Title

on the low friction coating

WO2006136480A1 Fiber processing roll for treatment of fibers in textile industry, has saw tooth wire having teeth covered with diamond-like carbon coating

WO2008141850A1 Aluminum alloy gear to transmit power in a racing car or a racing motor bike, comprises teeth partially covered with a layered coating, which has an intermediate coating and a hard carbon coating on top of the intermediate coating

WO2010133384A1 Gliding element such as piston ring of an internal combustion engine, comprises a dia-mond-like carbon coating, which has a residual stress gradient, where a negative residual stress gradient is present in a center region of the coating

WO2010133633A1 Gliding element such as piston ring of an internal combustion engine, comprises a dia-mond-like-carbon coating, which has a residual stress gradient, where a negative residual stress gradient is present in a center region of the coating

WO2011044467A1 Manufacturing apparatus for deposition of a material on a carrier body, comprises a housing defining a chamber, an inlet, an outlet, at least one electrode, a power supply device, and an exterior coating

WO2014008983A1 Treating component for hardening, increasing corrosion resistance, reducing friction and blackening of surface, comprises induction hardening component, producing nitrogen diffusion layer by plasma nitration, producing connecting layer

WO2014009059A1 Article, useful in a timepiece, comprises a substrate having surface, of which at least one part of surface is coated with an agent for the surface lubrication of the article comprising one or more molecules

WO2014022453A1 Abrasive element precursor, useful for forming an abrasive element, which is useful in a pad conditioner, comprises a green body ceramic element having two major surfaces, inorganic particles comprising carbide ceramic and a binder

WO2014022462A1 Abrasive element used for abrasive article e.g. double sided pad conditioner, comprises major surface having precisely shaped structures, and another major surface, and has predetermined porosity

WO2014022465A1 Abrasive article, used as double sided pad conditioner which is useful in chemical me-chanical planarization processes, comprises first and second abrasive elements, a resilient element having first and second major surfaces and a carrier

WO2014024474A1 Joining tool used in friction stir welding apparatus, for joining objects, has pin element that is provided with contact surface and outer peripheral surface having non-affinity with respect to to-be-joined object

WO2014026974A2 Producing surface with sensory properties of ceramic on support comprises preparing surface of support, and coating prepared support surface with ceramic sensor layer by gas-phase deposition or physical vapor deposition method

WO2014034161A1 Flexible substrate support apparatus of exposure apparatus, has film substance which is formed on surface of base material with respect to light and used by optical process, whose reflectance is set to desired range

WO2014038642A1 Apparatus for forming hard coating film e.g. diamond-like carbon in surface of workpiece material, has control unit that controls application timing of negative bias voltage pulse by application unit

WO2014046627A1 Piston ring for piston of piston machine has diamond like carbon (DLC) coating which has predefined mass percentage of fluorine with respect to total weight of coating due to reduction of polar component of surface energy

WO2014058052A1 Endoscope for observing and treating of human body, comprises optical component con-taining repellent solder layer coated on surface of doughnut shape, black layer containing carbon, frame holding optical component and joining component

119

Patenter Publication Number Title

WO2014070764A1 Electrostatic chuck, useful for holding and supporting substrate e.g. semiconductor wafer during manufacturing process of microelectronic devices, comprises surface layer having polymer protrusions, and charge control layer

WO2014077382A1 Tube expansion plug used for pipe expansion method, has main plug portion, ground layer covering surface, and diamond-like carbon film covering ground layer, and having specified ratio of hydrogen atoms and carbon atoms

WO2014103677A1 Apparatus for forming e.g. silicon oxide film to inner and external surfaces of e.g. poly-ethylene terephthalate bottle, has film-forming chamber which performs film-forming in state in which containers are held by handling container

WO2014125972A1 Patterning roll for continuous plating for patterning of insulating layer, has diamond-like carbon (DLC) coating membrane which is formed in surface of etching recessed portion and resist pattern portion

WO2014140535A1 Article, used to make high performance component in space/aerospace industries or high-precision systems, comprises carbon fiber reinforced plastic substrate, buffer layer comprising poly(p-xylylene), and moisture barrier coating

WO2014141358A1 Flow channel switching valve used for autosampler for introducing sample into analysis flow path of liquid chromatograph, has lower surface center unit of housing top and flow path connecting face which are coated with resin film

WO2014147805A1 Diamond-like carbon coating film for valve lifter, comprises intermediate layer formed of metal carbide or metal capable of surface hardening, deposited on substrate, and dia-mond-like carbon layer deposited on intermediate layer

WO2014157560A1 Coated tool e.g. saw blade and drill, is obtained by coating surface of base with diamond-like carbon film having preset nanoindentation hardness and containing hydrogen atom and nitrogen atom in specified amount

WO2014166765A1 Device for heat-sealing packaging material e.g. fibrous material, for producing sealed packages of pourable food product in packaging machine, has power connections whose surfaces are provided with coating part

WO2014175432A1 Structure having diamond-like carbon layer used in e.g. electronic components, is ob-tained by adhering polymeric material containing carbon on base material surface, and irradiating ion beam to remove elements bonded to carbon