Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (kurz Empa; französisch Laboratoire fédéral d’essai des matériaux et de recherche, italienisch Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca, rätoromanisch Institut federal da controlla da material e da perscrutaziun[2]) ist eine schweizerische Forschungsinstitution für anwendungsorientierte Materialwissenschaften und Technologie. Sie verfügt über drei Standorte – Dübendorf, St. Gallen und Thun. Als Teil des ETH-Bereichs ist sie dem Eidgenössischen Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung (WBF) zugeordnet. Für mehr als 100 Jahre seit ihrer Gründung 1880 war die Empa eine traditionelle Materialprüfanstalt. Seit Ende der 1980er-Jahre hat sie sich immer mehr zu einer interdisziplinären Forschungseinrichtung gewandelt. Im öffentlichen Auftritt nennt sich die Empa Swiss Federal Laboratories for Materials Science & Technology.
| Eidgenössische Hochschulen und Forschungsanstalten Écoles polytechniques fédérales Politecnici federali Scolas politecnicas federalas | |
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Ordentliches Budget 2019 (CHF Mio.)[1] | |
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2'616 | |
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Forschung
Unter der Vision «Materialien und Technologien für eine nachhaltige Zukunft» hat es sich die Empa zum Ziel gesetzt, Lösungen für vorrangige Probleme von Industrie und Gesellschaft zu erarbeiten, etwa in den Bereichen Energie, Umwelt, Mobilität, Gesundheit und Sicherheit. Ihre Forschungsschwerpunkte («Research Focus Areas») setzt sie in den fünf Themenbereichen Nanostrukturierte Materialien, Nachhaltige Bau- und Gebäudetechnologien, Natürliche Ressourcen und Schadstoffe, Energietechnologien sowie Gesundheit und Leistungsfähigkeit.
Das Jahresbudget betrug 2015 rund 107 Mio. Franken an Bundesmitteln und mehr als 61 Mio. Franken an Drittmitteln, davon 45 Mio. Franken über Forschungsanträge und knapp 11 Mio. Franken Dienstleistungserlöse. Die entsprechenden Zahlen für 2014 waren 107, 73 und 49 und 12 Mio. Franken.
Der Wechsel von der Materialprüfungs- zur Forschungseinrichtung spiegelt sich auch in der Bezeichnung wider: Seit 1988 heisst die Empa offiziell Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt. Seit 2001 wird der Strategiewechsel immer deutlicher sichtbar: Die Zahl der wissenschaftlichen Publikationen stieg von 67 im Jahr 2001 auf knapp 630 im Jahr 2015. Die Zahl der vom Schweizerischen Nationalfonds finanzierten Projekte erhöhte sich im selben Zeitraum von 5 auf 120. Auch die eingeworbenen Drittmittel stiegen an, von 33,8 Mio. Franken im Jahr 2000 auf mehr als 61 Mio. Franken (2015). Die Empa ist zurzeit an mehr als 60 laufenden Projekten der EU-Rahmenprogramme beteiligt.
Im Zentrum der Empa-Tätigkeiten steht die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung, oft in enger Partnerschaft mit Industrieunternehmen. Dies bringt sie auch in ihrem Slogan zum Ausdruck: «Empa - The Place where Innovation Starts». Dabei verfolgt die Empa einen multidisziplinären Ansatz – an den meisten Projekten arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure aus zahlreichen Disziplinen gemeinsam. Ausserdem unterstützt sie die beiden Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH) in Zürich und Lausanne sowie Universitäten und Fachhochschulen in der Lehre und engagiert sich über die Empa-Akademie in der Organisation von wissenschaftlichen Tagungen und Aus- und Weiterbildungsveranstaltungen. Konferenzen, Vortragsreihen, Seminare und Lehrveranstaltungen richten sich an Wissenschaftler, Fachleute aus Industrie und Wirtschaft, aber auch an die breite Öffentlichkeit, etwa in der Reihe der «Wissenschafts-Apéros».
Direktoren
| Amtszeit | Direktor |
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| 1880–1901 | Ludwig von Tetmajer |
| 1901–1924 | François Schüle |
| 1924–1949 | Mirko Roš |
| 1949–1969 | Eduard Amstutz |
| 1969–1988 | Theodor H. Erismann |
| 1989–2001 | Fritz Eggimann |
| 2001–2009 | Louis Schlapbach |
| seit 2009 | Gian-Luca Bona |
Geschichte
1880 nimmt die Anstalt für die Prüfung von Baumaterialien ihre Tätigkeit auf. Ludwig von Tetmajer, Professor für Baumaterialienkunde, ist ihr erster Direktor. Sie ist im Polytechnikum in Zürich (der heutigen ETH) untergebracht.
1891 erhält Tetmajer den Auftrag, die Ursache für den Einsturz der von Gustave Eiffel erbauten Eisenbahnbrücke bei Münchenstein abzuklären. Es gelingt ihm in kurzer Zeit aufzuzeigen, dass die bisher verwendete Eulersche Hyperbel nur im elastischen Bereich des zur Diskussion stehenden Stahles verwendet werden darf.
1895 wird die Bezeichnung Eidgenössische Materialprüfungsanstalt zum ersten Mal verwendet.
1937 kommt die 1911 zur Schweizerischen Versuchsanstalt St. Gallen erweiterte Textilkontrollstelle hinzu. Die Empa erhält einen neuen Namen: Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe.
1962 zieht die Empa von Zürich in den Vorort Dübendorf. Schwerpunkte sind dort Hoch- und Tiefbau, Sicherheitstechnik, Oberflächentechnik, metallische Werkstoffe, Stoffverbunde, zerstörungsfreie Prüfungen, chemische Analysen, Abgas- und Aussenluftuntersuchungen, Haustechnik, Bauphysik, Akustik und Lärmbekämpfung.
1988 markiert einen Wechsel Richtung Forschung. Die Empa heisst von nun an Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt.
1996 bezieht die Empa am Standort St. Gallen den Neubau «Im Moos». Im Zentrum der Tätigkeit stehen Bekleidungsphysiologie, persönliche Schutzsysteme, funktionale Fasern und Textilien, biokompatible Werkstoffe, Material- und Bildmodellierungen sowie Technologie-Risikoabschätzungen.
2001 richtet sich die Empa noch stärker auf Forschung und innovative Entwicklungen aus; Wissensvermittlung und Dienstleistungen bleiben jedoch ein wichtiger Teil des Portfolios. Eine internationale Forschungskommission wird eingesetzt, die die Forschungsaktivitäten der Empa in regelmässigen Abständen evaluiert.
2003 kommt die Nanotechnologie an die Empa. Die neue Abteilung «nanotech@surfaces» arbeitet an Nanostrukturen, Nanotubes als Elektronenquellen und quasikristallinen Schichten. In Dübendorf wird die Abteilung «Funktionspolymere» geschaffen.
2004 entsteht in Dübendorf eine weitere neue Abteilung: «Nanoscale Materials Science». Sie konzentriert sich auf die Entwicklung und Analyse von nanostrukturierten Oberflächen und Beschichtungen.
2005 gründet sie gemeinsam mit der Warsaw University of Technology und der AGH University of Science and Technology in Krakau die «International PhD School Switzerland – Poland». Diese Zusammenarbeit mit den neuen Mitgliedsstaaten der EU hat sich im Rahmen der so genannten «Kohäsionsmilliarde», dem Schweizer Beitrag zur EU-Osterweiterung verstärkt, etwa über zahlreiche «Joint Research Projects» sowie gemeinsame Veranstaltungen wie die «Swiss-Polish Science & Technology Days», die 2010 erstmals in Warschau stattfanden.
Ebenfalls 2005 feierte die Empa zusammen mit 13'000 Besuchern ihr 125-jähriges Jubiläum unter dem Motto «Forschung, die begeistert».
2006 entstand das «Center for Synergetic Structures» mit einem neuen Finanzierungsmodell als Public-Private Partnership der Empa und der Festo AG mit dem Ziel, neuartige, ultraleichte Tragstrukturen zu entwickeln.
2008 gründete die Empa den Business Inkubator «glaTec» in Dübendorf, der die Ansiedlung innovativer Jungunternehmen im Umfeld der Empa fördern und unterstützen soll. Er ist das Pendant zu «tebo», das seit 1996 an der Empa in St. Gallen besteht. Auch baut die Empa ihre Aktivitäten in der Photovoltaik deutlich aus. Ausserdem wird eine Zusammenarbeit mit dem japanischen National Institute for Materials Science (NIMS) vereinbart, das 2010 ein Verbindungsbüro im glaTec eröffnet.
2010 vereinbart die Empa mit verschiedenen Industriepartnern neue Partnerschaften in den Bereichen Brennstoffzellen, Medtech-Anwendungen und nachhaltige Mobilitätskonzepte. Ausserdem werden die Aktivitäten innerhalb von fünf «Research Focus Areas» noch stringenter auf die Kernaufgabe der Empa ausgerichtet, Forschung und Technologie in marktfähige Innovationen umzusetzen.
In den Jahren 2011 und 2012 beteiligt sich die Empa mit knapp 25 Projekten äusserst erfolgreich an den von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) finanzierten Sondermassnahmen gegen die Frankenstärke, die die Innovationskraft und damit die Wettbewerbsfähigkeit von Schweizer Unternehmen stärken sollen.
2014 initiierte die Schweizer Regierung ein Schwerpunktprogramm zur Förderung der Energieforschung; acht verschiedene Kompetenzzentren («Swiss Competence Centers for Energy Research», SCCER) sollen die Schweizer Hochschulen und Forschungsinstitutionen im Bereich der Energieforschung besser vernetzen und Synergien fördern. Die Empa übernimmt als «Leading House» die Leitung eines dieser acht Zentren, im Bereich Energieeffiziente Gebäude und Quartiere («Future Energy-Efficient Buildings & Districts», FEEB&D) mit dem Ziel, den Energieverbrauch des Schweizer Gebäudeparks bis zum Jahr 2050 um den Faktor fünf zu senken.
2014 erfolgte der Spatenstich für NEST, einem Gebäudekonzept, das dabei helfen soll, gemeinsam mit Industriepartnern Technologien und Produkte im Bau- und Energiebereich schneller auf den Markt zu bringen. NEST besteht aus einem zentralen Rückgrat – dem «Backbone» – und drei offenen Plattformen, auf denen einzelne, bewohnte Forschungs- und Innovationsmodule nach einem «Plug-&-Play»-Prinzip installiert werden. Nach der Erstellung des «Backbone» des NEST bis 2015 konnte der Bau an ersten Modulen beginnen. Am 23. Mai 2016 wurde das Gebäude mit bereits diversen Modulen eröffnet.[3] Im 2018 kam ein Modul der EPFL zum Einbau, bei welchem für Architekten und Bauherren interessantere, weil farbige anstatt dunkle, Solarpanels zum Einsatz kamen. An einem industriellen Herstellungsprozess dieser Panels wurde in Zusammenarbeit mit der Industrie gearbeitet.[4]
Im Jahr 2015 wurde eine zweite Demonstrations- und Technologietransferplattform im Mobilitätsbereich vorgestellt: move. Diese ermöglicht es, neue Fahrzeugantriebskonzepte mit deutlich niedrigeren CO2-Emissionen zu entwickeln und in der Praxis zu erproben, etwa Wasserstofffahrzeuge, verschiedene Hybridkonzepte oder optimierte Gasfahrzeuge. Als Energiequelle dient zeitlich stark fluktuierender Strom aus Photovoltaikanlagen oder Wasserkraftwerken, der im Netz nicht benötigt wird. Dieser wird dann durch die Elektrolyse von Wasser zunächst in Wasserstoff bzw. in Methan umgewandelt (Power-to-Gas-Konzept). Ebenfalls 2015 nahm eine dritte Plattform den Betrieb auf, der ehub (Energy Hub), der als eine Art Schaltzentrale die Energieflüsse zwischen NEST und move mit ihren verschiedenen Energie-Nutzern und -quellen steuert und koordiniert. ehub soll so eine optimierte Energieversorgung sicherstellen, vor allem unter dem Vorzeichen von zeitlich stark fluktuierenden Energiequellen wie Sonnen- und Windkraft. Daher verfügt die Plattform auch über Zwischenspeicher für die verschiedenen Energieträger.
Weblinks
- Offizielle Website
- Empa-Akademie
- Bundesgesetz über die Eidgenössischen Technischen Hochschulen (ETH-Gesetz) (SR 414.110)
- Verordnung des ETH-Rates über die Forschungsanstalten des ETH-Bereichs (SR 414.161)
- Die Geschichte der Empa – Artikel auf ETHistory
Einzelnachweise
- Finanzbericht des ETH-Rats über den ETH-Bereich 2019, auf ethrat.ch
- Schweizerische Bundeskanzlei: TERMDAT
- Ein wohnliches Labor, NZZ, 23. Mai 2016
- Wohlfühlhaus und Solarkraftwerk, NZZ, 25. September 2018, Seite 22, Titel der Printausgabe