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Glas ist intelligent. Glas kann Zukunft. Als vielseitiger Möglichmacher liefert der Werkstoff eine starke, flexible Basis für das „Next Big Thing“ an der Schnittstelle von Konnektivität und Gesundheit. Aber wo wird intelligentes Glas eigentlich benötigt?

Opportunity Lab

Gesundheitscheck in Echtzeit

Alles ist in Verbindung. Auch die Gesundheit von morgen wird sich immer mehr auf Datenströme verlassen. Medizinisch relevante Werte sollen egal wann, egal wo erhoben, analysiert und ausgetauscht werden. Spezialglas ist dabei ein klarer Enabler: Es liefert die perfekte Materialbasis, um in sensiblen Messinstrumenten Dünnschicht-Sensoren auf kleinstem Raum zu integrieren. Weiteres Plus: Glas macht die „Gesundheit-Checker“ unempfindlich gegen Temperatur- und mechanische Einwirkungen oder chemische Substanzen. Und das bei maximaler Präzision und Langlebigkeit.

Alles ist in Verbindung. Auch die Gesundheit von morgen wird sich immer mehr auf Datenströme verlassen. Medizinisch relevante Werte sollen egal wann, egal wo erhoben, analysiert und ausgetauscht werden. Spezialglas ist dabei ein klarer Enabler: Es liefert die perfekte Materialbasis, um in sensiblen Messinstrumenten Dünnschicht-Sensoren auf kleinstem Raum zu integrieren. Weiteres Plus: Glas macht die „Gesundheit-Checker“ unempfindlich gegen Temperatur- und mechanische Einwirkungen oder chemische Substanzen. Und das bei maximaler Präzision und Langlebigkeit.

Superschnelle Datenhighways

Die zunehmende Vernetzung von Geräten und Sensoren erfordert neue Technologien. Denn riesige Datenmengen sollen am besten in Echtzeit und „mobil“ transportiert werden. Aber wie? Hochfrequenzanwendungen wie der Mobilfunkstandard 5G erlauben künftig hundertmal höhere Bandbreiten. Forscher arbeiten bereits an der übernächsten Generation der ultraschnellen Datenwege. Spezialgläser und Glaskeramiken spielen dabei eine Schlüsselrolle, um z.B. Antennen immer kleiner und leistungsfähiger werden zu lassen. Dank ihrer Homogenität, mechanischen Stabilität und äußerst geringen thermischen Ausdehnung ermöglichen sie die Zukunft der Übertragungstechnik. Denkbar sind ebenso transparente, elektrisch leitfähige Schichten – auf diese Weise lassen sich auch unsichtbare Antennen aufbringen.

Die zunehmende Vernetzung von Geräten und Sensoren erfordert neue Technologien. Denn riesige Datenmengen sollen am besten in Echtzeit und „mobil“ transportiert werden. Aber wie? Hochfrequenzanwendungen wie der Mobilfunkstandard 5G erlauben künftig hundertmal höhere Bandbreiten. Forscher arbeiten bereits an der übernächsten Generation der ultraschnellen Datenwege. Spezialgläser und Glaskeramiken spielen dabei eine Schlüsselrolle, um z.B. Antennen immer kleiner und leistungsfähiger werden zu lassen. Dank ihrer Homogenität, mechanischen Stabilität und äußerst geringen thermischen Ausdehnung ermöglichen sie die Zukunft der Übertragungstechnik. Denkbar sind ebenso transparente, elektrisch leitfähige Schichten – auf diese Weise lassen sich auch unsichtbare Antennen aufbringen.

„Bio“-Plus für Diagnostik und Kosmetik

Kaum ein Material symbolisiert Reinheit und Sauberkeit so wie Glas. Perfekt also für die Diagnostik. Biokompatibles Glas verhindert, dass höchst sensible Proben verfälscht werden und spielt damit in der Diagnostik eine entscheidende Rolle. Gläserne Biochips ermöglichen durch ihre optische Transparenz und chemische Stabilität zum Beispiel anspruchsvolle Proteinanalysen. Denn eine präzise Diagnose ist der erste Schritt zur Heilung. Materialeigenschaften mancher Gläser machen sie zugleich zu „bio-aktiven“ Helfern. Das funktioniert, indem sie Ionen und Mineralien freisetzen, und damit Heilungsprozesse z.B. bei Hautrötungen beschleunigen. Im kosmetischen Bereich sind sie zudem wahre Anti-Aging-Wunder – sie reduzieren die Sichtbarkeit von Falten, wirken antioxidierend und reichern brüchig gewordene Fingernägel mit wertvollen Mineralien an.

Kaum ein Material symbolisiert Reinheit und Sauberkeit so wie Glas. Perfekt also für die Diagnostik. Biokompatibles Glas verhindert, dass höchst sensible Proben verfälscht werden und spielt damit in der Diagnostik eine entscheidende Rolle. Gläserne Biochips ermöglichen durch ihre optische Transparenz und chemische Stabilität zum Beispiel anspruchsvolle Proteinanalysen. Denn eine präzise Diagnose ist der erste Schritt zur Heilung. Materialeigenschaften mancher Gläser machen sie zugleich zu „bio-aktiven“ Helfern. Das funktioniert, indem sie Ionen und Mineralien freisetzen, und damit Heilungsprozesse z.B. bei Hautrötungen beschleunigen. Im kosmetischen Bereich sind sie zudem wahre Anti-Aging-Wunder – sie reduzieren die Sichtbarkeit von Falten, wirken antioxidierend und reichern brüchig gewordene Fingernägel mit wertvollen Mineralien an.

Ultradünn für Ultraschutz

Ein Display, das sich biegen, rollen oder falten lässt? Mit unserem extrem dünnen und flexiblen Glas kann in neuen technologischen Dimensionen gedacht werden. Ultradünne und stabile Pflaster aus Glas, die aufgrund ihrer „Bio“-Eigenschaften helfen, dass Wunden schneller heilen und zugleich wichtige Gesundheitsdaten in Echtzeit übertragen werden können? Klingt utopisch, könnte aber aufgrund der besonderen Eigenschaften von Glas durchaus Realität werden.

Ultradünnen Schutz bietet Glas allerdings schon bald in Anwendungen wie faltbaren Smartphones. Und das bei maximaler Stabilität und besonderer Ästhetik. Empfindliche Elektrobauteile wie OLED-Displays, Sensoren, Batterien und Kameras erhalten durch Gläser einen maximal kratzfesten, temperaturresistenten, wasserdichten und robusten Schutz, der kreativen Raum für ungeahnte Display-Formen schafft. Selbst bei extremen Bedingungen.

Ein Display, das sich biegen, rollen oder falten lässt? Mit unserem extrem dünnen und flexiblen Glas kann in neuen technologischen Dimensionen gedacht werden. Ultradünne und stabile Pflaster aus Glas, die aufgrund ihrer „Bio“-Eigenschaften helfen, dass Wunden schneller heilen und zugleich wichtige Gesundheitsdaten in Echtzeit übertragen werden können? Klingt utopisch, könnte aber aufgrund der besonderen Eigenschaften von Glas durchaus Realität werden.

Ultradünnen Schutz bietet Glas allerdings schon bald in Anwendungen wie faltbaren Smartphones. Und das bei maximaler Stabilität und besonderer Ästhetik. Empfindliche Elektrobauteile wie OLED-Displays, Sensoren, Batterien und Kameras erhalten durch Gläser einen maximal kratzfesten, temperaturresistenten, wasserdichten und robusten Schutz, der kreativen Raum für ungeahnte Display-Formen schafft. Selbst bei extremen Bedingungen.

Interview mit
Dr. Martin Letz
über Chancen und Perspektiven von dielektrischen Gläsern und Glaskeramiken

Was zeichnet Gläser und Glaskeramiken als Dielektrika aus?

„Diese transparenten Werkstoffe bringen anspruchsvolle dielektrische Eigenschaften mit sich. Das heißt, elektrisch leiten sie nur schwach oder gar nicht. Vor allem aber haben sie eine hohe Materialhomogenität. Diese macht eine extreme Fertigungsgenauigkeit möglich, die beispielsweise reine Keramiken so nicht erreichen. Aufgrund ihrer thermischen Stabilität stellen sie auch zu Kunststoffen die bessere Alternative dar. Unsere Gläser und Glaskeramiken gibt es in vielen unterschiedlichen Zusammensetzungen. Dies bietet eine große Varianz an Dielektrizität, welche es ermöglicht, viele elektronische Bauteile zu optimieren oder einzigartige Elektronikkomponenten herzustellen.“

In welchen Bereichen der Elektronik kommen diese zum Einsatz?

„Unsere Gläser und Glaskeramiken können in Antennen aller Art eingesetzt werden. Dank ihrer hohen Varianz bei der Dielektrizitätskonstante zum Beispiel in Antennen für den neuen Mobilfunkstandard 5G, für den ein deutlich größeres Frequenzspektrum zur Übertragung der Datenmengen vorgesehen ist. Sie spielen aber auch überall dort eine Rolle, wo Hochfrequenzelektronik mit hoher Leistung und Wärmebelastung miniaturisiert werden soll. In der Medizintechnik können Glas und Glaskeramik bei implantierbaren Antennen eingesetzt werden, hier muss das Material absolut porenfrei sein. Auch für Hochleistungskondensatoren im Bereich sehr hoher Spannungen und extremer thermischer Belastung werden ultradünne Spezialgläser von SCHOTT eingesetzt.“

Welches spezifische Know-how hat SCHOTT in diesem Bereich?

„Unsere Fertigungsmethoden sind hochgenau, so wie unsere Messtechnik absolut „State of the Art“ ist: Diese misst mit einer Genauigkeit von +/-0,01 Millimeter. Und auch winzige Nichtlinearitäten im Material können wir ganz genau vermessen, was zum Beispiel für PIM („passive intermodulation“) im Bereich der 5G-Mobilfunkanwendungen wichtig ist. Dank unserer langjährigen Erfahrung haben wir zusätzlich ein großes Netzwerk an Partnerfirmen und Forschungsprojekten. So arbeiten wir beispielsweise mit der TU Darmstadt, der Sheffield University oder der Penn State University zusammen. Davon profitieren natürlich auch unsere Kunden.“

Glas neu erfinden. Für alles Mögliche und Unmögliche

Glas bietet innovative Lösungen für zahlreiche Ideen und Projekte. Glas hat vielfältigste Eigenschaften, die beliebig veränder- und anpassbar sind. So birgt es hohes innovatives Potenzial und kann in völlig neuen Anwendungsbereichen zum Einsatz gelangen. Das macht Glas zu einem der vielseitigsten Stoffe für die Zukunft.

Schöpfen Sie das innovative Potenzial, das in Glas steckt, aus.

Materialentwicklung
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Materialdesign für die Kundenanforderungen von heute und morgen: optisches und technisches Glas, Glaskeramik und Spezialmaterialien, z. B. Pulver, Keramik, Sol-Gel, ...
Schmelzen
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Neue und optimierte Prozesse/Technologien: zum Schmelzen von Spezialglas und Glaskeramik mithilfe von Laborversuchen, Testanlagen und Modellierung.
Heißformgebung
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Experte für Heißprozesse nach dem Schmelzen: speziell für das Formen von Glas direkt aus der Schmelze und das Umformen von Glas durch Wiedererhitzen.
Beschichtungen
+
Entwicklung von neuen Funktionalitäten für Gläser und Glaskeramiken durch innovative Beschichtungsverfahren und Oberflächenmodifikationen, um beispielsweise Glas durchsichtiger, härter und kratzfester zu machen.
Laserbearbeitung
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Identifikation, Entwicklung und Anwendung einzigartiger Bearbeitungstechnologien: zum Schneiden, Strukturieren, Formen, Fügen, zur Modifizierung von Kanten und Glaskörpern, zur Filamentierung und Ablation, zum Laser-induzierten Ritzen und Brechen, Biegen (einachsig oder mehrachsig-3D), intrinsische Dekoration, Markierung und Schichtstrukturierung.

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Challenge glass!
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