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KI in der Metallindustrie – auch für Thüringen

Potenzial-Landkarte zeigt, wo zirkuläres Metallmanagement wirken kann

Künstliche Intelligenz gilt als Schlüsseltechnologie der nächsten Jahre. Doch ihr eigentlicher Hebel liegt oft dort, wo man ihn nicht sofort vermutet: im Maschinenraum der Industrie, bei Werkstoffen, Wertschöpfungsketten und der Frage, wie wir mit knappen Ressourcen umgehen. Eine neue Potenzial-Landkarte des VDI Technologiezentrums und des Wuppertal-Instituts zeigt nun eindrucksvoll, wie KI das zirkuläre Metallmanagement verändern kann – und warum das gerade für einen Industriestandort wie Thüringen hochrelevant ist.

Symbolbild | Foto: adobe stock

Metalle sind das Rückgrat der industriellen Moderne. Ohne Lithium, Nickel oder Kobalt keine Batterien, ohne Gallium keine leistungsfähigen Halbleiter, ohne Seltene Erden keine Schlüsseltechnologien für Energiewende und Digitalisierung. Gleichzeitig sind Abbau und Nutzung dieser Metalle mit erheblichen ökologischen und sozialen Belastungen verbunden. Besonders brisant: Die Recyclingquoten vieler Hightech-Metalle liegen bis heute im niedrigen einstelligen Prozentbereich. Für eine exportorientierte Volkswirtschaft mit starkem industriellen Kern ist das ein strategisches Risiko.

Wo setzt die Landkarte an?

Genau hier setzt die jetzt veröffentlichte „Potenzial-Landkarte der Nutzung von Künstlicher Intelligenz in einem zirkulären Metallmanagement“ an. Sie macht erstmals systematisch sichtbar, an welchen Stellen entlang der Wertschöpfungskette KI heute schon einen Unterschied machen kann – und wo künftig die größten Hebel liegen. Von intelligenter Sortierung über automatisierte Recyclingprozesse bis hin zur datenbasierten Metallstrategie spannt sich der Bogen. Es geht nicht um theoretische Zukunftsmusik, sondern um 62 konkrete Anwendungsbeispiele aus Forschung, Start-ups und Unternehmen.

Wie ist die Studie strukturiert?

Strukturiert sind diese Beispiele entlang der sogenannten R-Strategien der Circular Economy: vom grundsätzlichen Neudenken von Produkten und Prozessen über Wiederverwendung, Reparatur und Remanufacturing bis hin zu Recycling und Rückgewinnung. Auffällig ist dabei die starke Rolle von „Rethink“. Viele KI-Anwendungen setzen genau dort an, wo etablierte Prozesse an ihre Grenzen stoßen. Sie analysieren Stoffströme, erkennen Muster in komplexen Datenbeständen oder ermöglichen neue Geschäftsmodelle, die bisher schlicht nicht darstellbar waren.

Dr. Manuel Bickel vom Wuppertal-Institut bringt es auf den Punkt: Im Zentrum stehen praxisnahe Lösungen, die bereits heute erprobt werden oder sich kurz vor dem Markteintritt befinden. Das ist eine gute Nachricht für mittelständisch geprägte Regionen wie Thüringen, in denen Innovationskraft oft weniger aus Konzernzentralen als aus spezialisierten Unternehmen, Forschungseinrichtungen und technologieaffinen Start-ups entsteht.

Was bringt das für Unternehmen?

Für Unternehmen bietet die Potenzial-Landkarte vor allem Orientierung. Dr. Udo Heugen vom VDI Technologiezentrum betont, dass KI in allen Stufen des Metallmanagements Mehrwert stiften kann und den Übergang zu einer zirkulären Wertschöpfung erheblich beschleunigt. Wer seine Rolle in einer künftigen Circular Economy verstehen will, findet hier Inspiration – und einen realistischen Blick darauf, was heute schon möglich ist.

Wie ist die Studie entstanden?

Entstanden ist die Publikation im Rahmen des Projekts MetallKIDD, das Beiträge zu einer nationalen Metallstrategie leistet und ein wertschöpfungskettenübergreifendes KI-Konzept für ein digitales Deutschland entwickelt. Gefördert wurde das Vorhaben durch das Bundesministerium für Umwelt, Klimaschutz, Naturschutz und nukleare Sicherheit im Rahmen der Initiative „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen“. Dass hier Technologiepolitik, Umweltziele und industrielle Praxis zusammengeführt werden, ist kein Zufall, sondern Programm.

Wie kann die Thüringer Industrie profitieren?

Für Thüringen mit seiner starken Metall- und Werkstoffkompetenz, seinen Maschinenbauern, Automobilzulieferern und wachsenden Aktivitäten im Bereich Batterietechnologien ist diese Potenzial-Landkarte mehr als eine interessante Lektüre. Sie ist eine Einladung, KI nicht nur als Effizienzwerkzeug zu begreifen, sondern als strategisches Instrument für Resilienz, Nachhaltigkeit und neue Wertschöpfung. Wer heute beginnt, Metalle intelligenter zu managen, sichert sich morgen Handlungsspielräume – wirtschaftlich wie ökologisch. (tl)

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Hochschule Schmalkalden (HSM)

Tough times, tougher ladies and guys

Wie der Werkzeugbau mit aktuellen Herausforderungen umgeht

Der Werkzeugbau umfasst die Entwicklung, Fertigung und Nutzung hochpräziser Werkzeuge und bildet eine zentrale Grundlage moderner Industrie. Trotz seiner oft unsichtbaren Rolle trägt er maßgeblich zur Herstellung von Alltagsprodukten, Mobilitätslösungen sowie Technologien in Mikroelektronik und Raumfahrt bei. Aktuelle Krisen gehen jedoch auch an dieser Branche nicht spurlos vorbei.

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Projekt EMProBio

Thüringens Wegbereiter für eine nachhaltige Kunststoffproduktion

Wenn heute über die Transformation der Industrie gesprochen wird, geht es in vielen Fällen um Energieeffizienz, Ressourcenschonung und nachhaltige Materialien. Ein Bereich, der dabei stark im Fokus steht, ist die Kunststoffproduktion: Sie ist unverzichtbar für technische Anwendungen, aber zugleich energieintensiv und bislang überwiegend fossil geprägt.

Teilnehmer des ersten EMProBio Workshops in Jena im Mai 2025 | Foto: TU Ilmenau, GFE Schmalkalden

Mit der Forschungsgruppe EMProBio („Energie- und materialeffiziente Produktionsprozesse für biogene Kunststoffe“) setzt das Thüringer Zentrum für Maschinenbau (ThZM) genau dort an – und zeigt, wie wissenschaftliche Expertise und industrielle Anforderungen im Freistaat erfolgreich zusammengeführt werden können. Das Anfang 2025 gestartete Projekt entwickelt sich bereits zu einem Vorzeigevorhaben, das beispielhaft demonstriert, wie Thüringen Kompetenzen bündelt, Innovationen vorantreibt und den Produktionsstandort stärkt.

Ein Projekt zur richtigen Zeit

Kunststoffe bleiben zentrale Werkstoffe moderner Industrien – vom Fahrzeug- und Maschinenbau über die Medizintechnik bis hin zu Verpackungen. Doch die ökologischen und regulatorischen Anforderungen steigen, ebenso die Erwartungen an Ressourceneffizienz. Die Thüringer Kunststoffverarbeitung, eine wichtige Säule der regionalen Wertschöpfung, ist damit besonders gefordert.

„EMProBio greift die aktuellen Fragestellungen in der Kunststoffindustrie gezielt auf. Unser Ziel ist es, biogene Kunststoffe für die Thüringer Industrie nutzbar zu machen – nicht nur als nachhaltige Werkstoffalternative, sondern auch unter energie- und materialeffizienten Verarbeitungsbedingungen“, erläutert Prof. Stephan Husung, Projektkoordinator der Forschungsgruppe. „Die zentrale Frage lautet für uns: Wie lassen sich biogene Kunststoffe mit Fasern aus nachwachsenden Rohstoffen so herstellen und verarbeiten, dass sie ökologische Vorteile bieten und zugleich wirtschaftlich konkurrenzfähig sind? Die Antwort darauf entsteht in einem Netzwerk, das in dieser Form in Thüringen einzigartig ist.“

Fünf Partner – ein gemeinsamer Ansatz

EMProBio vereint alle fünf Partner des ThZM-Netzwerks: die Technische Universität Ilmenau, die Hochschule Schmalkalden, die Ernst-Abbe-Hochschule Jena, die GFE – Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e. V. sowie das ifw Jena | Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH. Gemeinsam decken sie relevante Phasen der Wertschöpfungskette ab – von der Herstellung der biogenen Bauteile und der Fügetechnik bis hin zur Qualitätssicherung und Effizienzbewertung.

Ein Industriebeirat mit regionalen Unternehmen begleitet das Projekt von Beginn an. Diese frühe Einbindung stellt sicher, dass die Forschung nicht im Labor endet, sondern praxisnahe Lösungen für kleine und mittelständische Betriebe entwickelt werden. Genau diese enge Verzahnung von Wissenschaft und Wirtschaft ist ein Markenzeichen des ThZM.

Woran arbeitet EMProBio?

Die Forschungsgruppe EMProBio entwickelt innovative Ansätze für biobasierte Kunststoffe, bei denen die einzelnen Projektbausteine eng miteinander verknüpft sind. Erkenntnisse aus jedem Teilprojekt fließen in die anderen ein, sodass ein durchgängiges Wissen über Materialverhalten, Fertigungstechnologien und Effizienz entsteht.

Material- und energieeffiziente Spritzgießprozesse

Im Fachgebiet Angewandte Kunststofftechnik der Hochschule Schmalkalden steht das Spritzgießen biogener Kunststoffe im Fokus. Die Materialien werden zunächst umfassend charakterisiert und anschließend der Herstellungsprozess unter Nutzung statistischer Versuchsplanung analysiert. Während der Produktion werden Prozess- und Energiedaten systematisch erfasst. Computertomografische Untersuchungen prüfen die Maßhaltigkeit der Bauteile. Auf dieser Datenbasis entstehen KI-gestützte Modelle, die eine gleichbleibend hohe Bauteilqualität bei möglichst geringem Energieeinsatz ermöglichen sollen.

Additive Fertigung mit Naturfaseranteil

Die Arbeitsgruppe Fertigungstechnik und Fertigungsautomatisierung der Ernst-Abbe-Hochschule Jena untersucht die additive Fertigung biogener Kunststoffe. In der großvolumigen Materialextrusion wird ein Teil des thermoplastischen Kunststoffs gezielt durch Holzfasern ersetzt – mit Anteilen von bis zu 30 Gewichtsprozent. So entstehen neue Möglichkeiten für großformatige Bauteile, etwa im Fahrzeuginterieur oder in der Innenarchitektur, die sich gut mit konventionell gefertigten Komponenten kombinieren lassen.

Fügen, Kleben und Recyclingfähigkeit

In der klebtechnischen Forschung am ifw Jena stehen stoffschlüssige Bauteilverbünde aus Kunststoffen, Holz- und Pflanzenfasern sowie Metallen im Mittelpunkt. Untersucht werden unter anderem Klebfestigkeit und Alterungsbeständigkeit. Ein besonderer Fokus liegt auf biobasierten Klebstoffen und deren Vergleich mit konventionellen Lösungen. Gleichzeitig wird mitbedacht, wie sich solche Verbindungen später wieder trennen lassen, um Materialien möglichst umweltschonend in den Wertstoffkreislauf zurückzuführen.

Mechanische Belastbarkeit im Praxistest

Die GFE Schmalkalden analysiert die Einsatzgrenzen biogener Kunststoffe anhand definierter Belastungs- und Festigkeitsuntersuchungen. Untersucht werden unter anderem Gewindeausreißfestigkeiten und das Verhalten unterschiedlicher Schraubentypen. Erste Ergebnisse zeigen: Während PLA-basierte Werkstoffe (PLA = Polylactide / Polymilchsäuren) mit zunehmendem Holzfaseranteil spröder werden, erweist sich die Kombination aus Polypropylen und Holzfasern als besonders vielversprechend für industrielle Anwendungen.

Qualitätssicherung durch intelligente Sensorik

Für die Prozesssicherheit additiver Fertigung entwickelt die TU Ilmenau, Fachgebiet Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung, eine 3D-Sensortechnologie zur Überwachung direkt während des Druckprozesses. KI-Modelle erkennen Fehler frühzeitig und setzen sie in Beziehung zu den Prozessparametern. Damit lassen sich Qualitätsschwankungen reduzieren und Prozesse stabiler gestalten.

Bewertung von Material- und Energieeffizienz

Ein weiterer Schwerpunkt an der TU Ilmenau ist die systematische Bewertung der Material- und Energieeffizienz additiv gefertigter Bauteile. Das Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung betrachtet dabei Einflussgrößen aus Entwicklung, Fertigungsvorbereitung und Fertigung. Ziel ist es, praxisnahe Richtlinien zu entwickeln, die Unternehmen bei der Gestaltung und Fertigungsvorbereitung unterstützen.

Bereits sichtbare Fortschritte nach einem Jahr Projektlaufzeit

Direktverschraubung | Foto: TU Ilmenau, GFE Schmalkalden

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Bauen mit Holz

Thüringens Chance im Klimawandel

Die Baubranche steht vor einem Paradigmenwechsel. Während Beton und Stahl lange als Garanten für Stabilität galten, erobert ein alter Werkstoff die Zukunft: Holz. Für Thüringen, mit seinen ausgedehnten Wäldern und traditionsreichen Sägewerken, eröffnet sich damit eine wirtschaftliche Perspektive.

Baustelle des ThüringeForst-Bettenhauses | Foto: ThüringenForst

Der Blick auf moderne Holzbauten hat nichts mehr mit rustikalen Almhütten gemein. In Heilbronn wächst gerade Deutschlands höchstes Holzhochhaus in die Höhe – 34 Stockwerke. Was nach Zukunftsmusik klingt, ist längst Realität. Brettsperrholz und Holz-Hybrid-Konstruktionen ermöglichen Traglasten, die vor Jahren undenkbar schienen.

Was tut sich in Thüringen?

Der staatliche Hochbau in Thüringen ist Vorreiter bei der Umsetzung staatlicher Bauprojekte in Holzbauweise. Auch private und kommunale Bauherren setzen zunehmend auf den einheimischen Baustoff Holz. 2022 wurden in Thüringen rund 27 Prozent aller Baugenehmigungen im Neubaubereich des Wohnungsbaus für Holzbauweisen erteilt, im Nichtwohnbau 21,8 Prozent – damit liegt Thüringen über dem Bundesdurchschnitt von jeweils 21,3 Prozent. Dies belegen Zahlen des Ministeriums für Digitales und Infrastruktur. Hier zwei Beispiele:

Bildungszentrum ThüringenForst in Gehren

Das Forstliche Bildungszentrum Gehren erhielt bis 2024 ein neues Bettenhaus für rund drei Millionen Euro. Der dreistöckige Holzneubau mit 20 Einzelzimmern und acht Ausbilderbüros wurde komplett aus regionalem Holz errichtet – rund 300 Festmeter aus nahegelegenem Landeswald, verarbeitet in einem regionalen Sägewerk zu Balken und Brettern.

Besonders bemerkenswert: Das Holz wurde als sogenanntes „Mondholz“ bei abnehmendem Mond im Winter geschlagen, was nach jahrhundertealter Tradition widerstandsfähiger gegen Insektenbefall sein und bessere statische Eigenschaften besitzen soll. Thueringenforst Das Projekt zeigt exemplarisch, wie regionale Wertschöpfungsketten funktionieren können.

Seesport- und Erlebnispädagogisches Zentrum Kloster (SEZ)

An der Bleilochtalsperre entstand ein IBA-Modellvorhaben für regionales und umweltgerechtes Bauen. Die Konstruktion verzichtet komplett auf Leimhölzer und jede Art von Platten- und Verbundwerkstoffen. Die Bauweise wurde dem im Thüringer Forst verfügbaren Holz – einschließlich Borkenkäfer-Schadholz – angepasst.

Der Holzeinschlag erfolgte in den Wäldern des Rennsteigs und des Forsts Sondershausen, die Weiterverarbeitung übernahmen ein lokales Sägewerk und eine nahegelegene Zimmerei. Das Projekt wurde von Ludloff Ludloff Architekten aus Berlin realisiert.

Die Zahlen sprechen für sich: Ein Kubikmeter verbautes Holz bindet rund eine Tonne CO₂. Gleichzeitig verursacht die Produktion von Holzbaustoffen deutlich weniger Emissionen als bei konventionellen Materialien. In Zeiten verschärfter Klimaziele wird dieser Vorteil zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor.

Unser Fazit

Thüringen verfügt über ideale Voraussetzungen. Mit einer Waldfläche von über 515.000 Hektar, hochmodernen Sägewerken und Holzbau-Ingenieuren an der Bauhaus-Universität Weimar ist die gesamte Wertschöpfungskette vor Ort. Was fehlt, ist die konsequente Vernetzung.

Die Landesregierung hat dies erkannt. Förderprogramme für Holzbau im kommunalen und gewerblichen Bereich sollen Anreize setzen. Doch entscheidend wird sein, ob es gelingt, Architekten, Bauherren und Holzwirtschaft an einen Tisch zu bringen. Pilotprojekte, etwa Schulen oder Verwaltungsgebäude in Holzbauweise, könnten als Leuchtturm dienen.

Der Markt jedenfalls ist da. Bundesweit steigt die Nachfrage nach nachhaltigen Baukonzepten. Wer jetzt investiert, sichert nicht nur Arbeitsplätze in strukturschwachen Regionen, sondern positioniert Thüringen als Vorreiter einer Branche im Umbruch. (tl)

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Zweckverband Thüringer Wintersportzentrum Oberhof, Stadtverwaltung Oberhof, Freistaat Thüringen

„Gemeinsam neue Wege gehen“

Im Gespräch mit Sylvia Böhm, Geschäftsleiterin des Zweckverbandes Thüringer Wintersportzentrum (TWZ) Oberhof

Sylvia Böhm Foto: TWZ

Weitere Information, Anfragen und Interessenbekundungen an:
Zweckverband Thüringer Wintersportzentrum
Jägerstraße 10, 98559 Oberhof
E-Mail: sylvia.boehm@zv-twz.de

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HKL Ingenieurgesellschaft mbH

HKL Ingenieurgesellschaft mbH

Mit dem Neubau des modernen SENSILO-Werks in Fulda setzt JUMO ein starkes Zeichen für die Zukunft: Ein innovatives Projekt, das Effizienz und Nachhaltigkeit sowohl technisch als auch in der Projektabwicklung vereint. Realisiert wurde es nach dem Prinzip der integrierten Projektabwicklung (IPA) – einem Modell, das im deutschen Bauwesen zunehmend als Erfolgsfaktor gilt.

Außenansicht des SENSILO-Werks in Fulda | Foto: HKL Ingenieurgesellschaft mbH

Nachhaltigkeit in der Gründerszene

Ist das die neue „Frauensache“?

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ESG – Nachhaltigkeit wird messbar

Warum Thüringens Unternehmen jetzt handeln sollten

Nachhaltigkeit ist längst mehr als ein gutes Gewissen – sie ist zur messbaren und strategischen Größe in der Wirtschaft geworden. Das Kürzel ESG, das für Environmental, Social und Governance steht – also Umwelt, Soziales und Unternehmensführung –, beschreibt genau diese neue Dimension unternehmerischer Verantwortung. Ursprünglich 2004 im Rahmen des Global Compact der Vereinten Nationen geprägt, hat sich ESG seither zu einem europäischen und internationalen Maßstab für nachhaltige Unternehmensführung entwickelt.

Foto: Deemerwha studio – stock adobe.com 

ESG umfasst drei große Verantwortungsbereiche: den Umweltschutz, der unter anderem die Senkung von CO₂-Emissionen, Energieeffizienz und Ressourcenmanagement einschließt; das Soziale, das sich mit Arbeitsbedingungen, Diversität, Gleichberechtigung und Menschenrechten beschäftigt; sowie die Governance, also die Art und Weise, wie Unternehmen geführt werden – von Transparenz, Anti-Korruptionsmaßnahmen bis zur Einhaltung ethischer Standards. Zusammen liefern diese Kriterien ein umfassendes Bild, wie nachhaltig und verantwortungsvoll ein Unternehmen tatsächlich handelt.

Der entscheidende Unterschied zu früher liegt in der Verbindlichkeit und Messbarkeit. Während CSR – die Corporate Social Responsibility – auf die freiwillige gesellschaftliche Verantwortung und das Engagement eines Unternehmens abzielt, geht ESG weiter. Es integriert Nachhaltigkeitsaspekte direkt in die Unternehmensstrategie und verlangt, diese anhand von überprüfbaren Kennzahlen nachzuweisen. CSR war das Bekenntnis zur Verantwortung – ESG ist der Nachweis.

Seit der Einführung der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) durch die Europäische Union wird ESG zur Pflicht. Ab Januar 2025 müssen alle Unternehmen, die mindestens zwei von drei Kriterien erfüllen – eine Bilanzsumme von über 25 Millionen Euro, einen Nettoumsatz von mehr als 50 Millionen Euro oder über 250 Mitarbeitende –, umfassend über ihre ESG-Leistung berichten. Dazu gehört die Offenlegung von CO₂-Emissionen ebenso wie der Umgang mit Lieferketten, Energieeinsatz und gesellschaftlicher Verantwortung. Für viele mittelständische Unternehmen in Thüringen bedeutet dies eine neue Berichtspflicht – und für andere eine strategische Herausforderung, die zugleich Chance sein kann.

Denn auch Betriebe, die (noch) nicht berichtspflichtig sind, profitieren von einer klaren ESG-Strategie. Wer frühzeitig Nachhaltigkeitskriterien in die Unternehmensführung integriert, verbessert nicht nur seine Wettbewerbsfähigkeit, sondern schafft Vertrauen bei Banken, Investoren, Mitarbeitenden und Kunden. ESG-Daten gewinnen auch bei Kreditvergaben zunehmend an Bedeutung und können langfristig den Zugang zu Fördermitteln oder Märkten erleichtern.

Ein nachhaltiges Geschäftsmodell, so zeigt sich, ist künftig nicht nur Ausdruck von Verantwortung, sondern eine zentrale Voraussetzung für Stabilität und Wachstum. ESG bietet dafür den Rahmen – messbar, vergleichbar und zukunftsorientiert. Oder, um es auf den Punkt zu bringen: Wer seine Werte mit Zahlen belegen kann, sichert sich nicht nur gesellschaftliche Akzeptanz, sondern auch ökonomische Stärke. (tl)

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GBS metrology GmbH

Mit Innovation zur Weltspitze

Nachhaltige Hightech-Messtechnik aus Ilmenau erobert die Weltmärkte

Seit über 25 Jahren steht die GBS metrology GmbH aus Ilmenau für technologische Exzellenz „Made in Thüringen“. Das Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt hochpräzise Systeme zur 3D-Oberflächen- und Rauheitsmessung, die weltweit in Forschung, Entwicklung und Produktion eingesetzt werden.

Das moderne Firmengebäude der GBS metrology GmbH in Ilmenau – nachhaltig errichtet in Holzbauweise und mit eigener Solaranlage ausgestattet. | Foto: GBS metrology GmbH

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Hochschule Schmalkalden (HSM)

Panta rhei: Die Materialwissenscha t und ihr Blick auf die Dynamik der Welt

Der griechische Aphorismus Heraklits, „Alles fließt“, erhält in der Materialwissenschaft eine konkrete Bedeutung. Hier zeigt sich Wandel als naturwissenschaftliches Prinzip: Nichts ist wirklich fest, vieles durchdringt und verändert sich gegenseitig. Dieser Blick auf Stoffe, ihre Strukturen und Beziehungen reicht von metallischen Grenzflächen bis in die Produktion moderner Mikrochips – und damit mitten in unseren Alltag.