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スイス連邦材料科学技術研究所( Empa、ドイツ語: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt、[ 2 ]フランス語: Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche、イタリア語: Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca、ロマンシュ語: Institut federal da controlla da material e da perscrutaziun ) は、応用指向の材料科学技術に関するスイスの研究機関です。デューベンドルフ、ザンクト・ガレン、トゥーンの3 つの拠点があります。ETHドメインの一部として、連邦経済・教育・研究省(EAER)に属しています。1880 年の設立以来 100 年以上にわたり、Empa は材料試験機関でした。1980 年代後半以降、材料と技術に関する学際的な研究機関へとますます変貌を遂げています。 [ 3 ]
「持続可能な未来のための材料と技術」というビジョンの下、Empaは、エネルギー、環境、モビリティ、健康、安全などの分野において、産業界と社会が直面する優先課題に対するソリューションを開発することを目標としています。その際、国連の持続可能な開発目標とスイスの産業界と社会のニーズを指針としています。研究の重点分野は、ナノ構造材料と技術、建築環境、エネルギー、資源と排出、健康と性能です。[ 4 ]
材料試験機関から研究機関への変化は、その名称にも反映されています。1988年以来、Empaは正式にスイス連邦材料試験研究研究所と呼ばれています。2001年以降、戦略の変化はますます顕著になっています。科学論文の数は2001年の67件から2022年には約870件に増加しました。スイス国立科学財団 （SNSF）から資金提供を受けたプロジェクト数は、同時期に5件から100件以上に増加し、博士課程の学生数は16人から280人以上に増加しました。さらに、学士課程および修士課程の学生とインターン生は230人以上います。第三者からの資金も増加し、2000年の3,400万スイスフランから6,000万スイスフラン以上（2022年）に増加しました。そのうち4,900万スイスフランは研究提案を通じて、約1,100万スイスフランはサービスとコンサルティングを通じて調達されました。 Empaは現在、EUフレームワークプログラムの進行中のプロジェクト76件と、スイスのイノベーション促進機関であるInnosuisseのプロジェクト約90件に関わっています。2022年の年間予算は、連邦政府からの直接資金が約1億700万スイスフラン、第三者から獲得した資金が6000万スイスフラン以上でした。[ 5 ]
Empa の活動は、多くの場合産業界のパートナーと緊密に連携しながら、応用指向の研究開発に重点を置いています。これは、「Empa - イノベーションが始まる場所」というスローガンにも表れています。Empa は学際的なアプローチを採用しており、多くのプロジェクトでさまざまな分野の科学者やエンジニアが協力しています。また、チューリッヒの2 つのスイス連邦工科大学 (ETH)とローザンヌのEPFL 、スイスの大学や応用科学大学の教育活動を支援し、Empa アカデミーを通じて科学会議や研修、継続教育イベントの開催にも携わっています。会議、講演シリーズ、セミナー、教育イベントは、科学者、産業界やビジネスの専門家だけでなく、wissen2go [ 6 ]イベントシリーズのように一般の人々も対象としています。
1880年、建築材料試験研究所が活動を開始しました。建築材料科学の教授であるルートヴィヒ・フォン・テトマイアーが初代所長を務めました。同研究所はチューリッヒ工科大学（現在のチューリッヒ工科大学）内にあります。[ 8 ]
1891年、テトマイヤーはギュスターヴ・エッフェル が建設したミュンヘンシュタイン鉄道橋の崩落原因を解明するよう依頼された。彼は短期間のうちに、それまで用いられてきたオイラーの双曲線は、問題となっている鋼材の弾性範囲内でのみ適用可能であることを示すことに成功した。
1895年、スイス連邦材料試験研究所という名称が初めて使用された。
1937年、1911年に拡張されたザンクト・ガレンのスイス繊維試験研究所が加わった。Empaは「スイス連邦産業・建築・商業材料試験・研究研究所」という新しい名称になった。
1962年、Empaはチューリッヒから郊外のデューベンドルフに移転した。そこでは、構造工学、土木工学、安全工学、表面技術、金属材料、複合材料、非破壊検査、化学分析、排気ガスおよび屋外空気検査、建築設備、建築物理学、音響および騒音対策に重点が置かれている。[ 9 ]
1988年は研究の方向性が転換した年となった。それ以降、Empaはスイス連邦材料試験研究所と呼ばれるようになった。
1996年、エンパはザンクト・ガレンにある新社屋「イム・モース」に移転した。同機関の活動は、衣服生理学、個人用保護システム、機能性繊維・織物、生体適合性材料、材料・画像モデリング、および技術リスク評価に重点を置いている。
2001年、Empaは研究と革新的な開発にさらに重点を置くようになったが、知識移転とサービスも引き続き重要な役割を担っていた。Empaの研究活動を定期的に評価するため、国際研究委員会が設置されている。
2003年、ナノテクノロジーがEmpaに導入された。新設されたナノテクノロジー@表面研究室では、ナノ構造、電子源としてのナノチューブ、準結晶層の研究が行われている。また、デューベンドルフには機能性高分子部門が設立された。
2004年、デューベンドルフに新たな研究室「ナノスケール材料科学」が設立された。この研究室は、ナノ構造表面およびコーティングの開発と分析に重点を置いている。
2005年、Empaはワルシャワ工科大学およびクラクフのAGH科学技術大学と共同で、スイス・ポーランド国際博士課程スクール[ 10 ]を設立しました。EUの東方拡大に対するスイスの貢献であるいわゆる「結束の10億」の枠組みの中で、このEU新規加盟国との協力は強化され、例えば、数多くの共同研究プロジェクトや、2010年にワルシャワで初めて開催されたスイス・ポーランド科学技術デーなどの共同イベントを通じて行われています。
また、2005年には、エンパは「人々にインスピレーションを与える研究」をモットーに、1万3000人の来場者とともに創立125周年を祝いました。
2008年、Empaは、Empa環境における革新的なスタートアップ企業の設立を促進・支援することを目的としたビジネスインキュベーターglaTecをデューベンドルフに設立しました。 [ 11 ]これは、1996年からザンクト・ガレンのEmpaに存在する「tebo」の対となるものです。Empaはまた、太陽光発電分野での活動を大幅に拡大しました。さらに、日本の物質・材料研究機構（NIMS）、米国の国立研究所、およびさまざまなEUの材料研究所を含むWMRIF（世界材料研究所フォーラム）の設立により、世界の主要な材料研究機関との国際協力が拡大されました。
2010年、Empaは燃料電池、医療技術応用、持続可能なモビリティ構想の分野で、様々な産業パートナーと新たな提携関係を締結しました。さらに、5つの「研究重点分野」における活動は、研究成果と技術を市場性のあるイノベーションへと転換するというEmpaの中核的な使命に、より厳密に合致するよう強化されました。
2011年と2012年に、Empaは、スイス技術革新委員会（CTI、現Innosuisse）が資金提供するスイスフラン高対策特別措置に、約25件のプロジェクトで非常に大きな成果を上げて参加しました。これらの措置は、スイス企業の革新力、ひいては競争力を強化することを目的としています。
2014年、スイス政府はエネルギー研究を促進するための優先プログラムを開始しました。8つの異なる能力センター（スイス・エネルギー研究能力センター、SCCER）は、エネルギー研究分野におけるスイスの大学や研究機関のネットワークを強化し、相乗効果を促進することを目的としています。Empaは、これら8つのセンターのうちの1つである「リーディングハウス」として、将来のエネルギー効率の高い建物と地域（FEEB&D）の分野を主導し、2050年までにスイスの建築物のエネルギー消費量を5分の1に削減することを目指しています。
2014 年、新素材や新技術の移転を加速し、建設およびエネルギー分野の製品をより迅速に市場に投入することを目的とした建物のコンセプトであるNESTの起工式が行われました。Empa は Eawag と共同でこの研究イノベーションビルを運営しています。NEST は中央のバックボーンと 3 つのオープン プラットフォームで構成されており、その上に個々の研究イノベーション モジュール (いわゆる「ユニット」) がプラグ アンド プレイの原則に従って設置されます。2015 年までに NEST の「バックボーン」が作成された後、最初のモジュールの建設が開始されました。2016 年 5 月 23 日、すでに 2 つのモジュールが設置された状態で建物がオープンしました。[ 12 ] [ 13 ]その後、追加のユニットが着実に追加され、2022 年末までに 8 つのモジュールが稼働しました。これらの建物の各モジュールは、研究および産業界のパートナーと共同で実現されました。研究面では、例えばチューリッヒ工科大学、ローザンヌ工科大学、ルツェルン応用科学芸術大学、カールスルーエ工科大学（KIT）などが、これまでにNESTプラットフォームを利用してきました。これらの研究ユニットのほとんどは、資源とエネルギー効率に焦点を当てており、サイクル対応のコンセプトや材料、新しい（インテリジェントな）エネルギーコンセプト、あるいは材料の使用を最適化する新しいデジタル計画・建設手法などを活用しています。
モビリティ分野におけるもう一つの実証および技術移転プラットフォームであるmoveは、2015年に発表されました。これにより、化石燃料を使用しないモビリティコンセプトの開発と、電気自動車から水素、合成燃料に至るまでの実地試験が可能になります。エネルギー源は、太陽光発電システムや水力発電所からの電力ですが、これは時間とともに大きく変動し、送電網では必要とされません。そこで、まず水の電気分解によって水素に変換し、さらに次の段階でメタンに変換します（パワー・トゥ・ガス・コンセプト）。
NESTの開設に伴い、3つ目の実証プラットフォームであるehub（エネルギーハブ）が2016年に稼働を開始しました。ehubは一種の制御センターとして、NESTと様々なエネルギー利用者およびエネルギー源との間のエネルギーの流れを調整・制御し、モビリティ部門と建築部門を同時に接続します（いわゆるセクターカップリング）。ehubは、特に太陽光発電や風力発電といった時間的に大きく変動するエネルギー源の状況下において、最適なエネルギー供給を確保することを目的としています。そのため、このプラットフォームには、様々なエネルギー源に対応するための中間的な蓄電・変換技術も備えられています。
2016年、スイス連邦材料科学技術研究所（Empa）はコーティング・コンピテンスセンターを開設しました。このセンターでは、オーダーメイドの表面技術と先進的な積層造形（AM）プロセスが、研究室から市場性のある産業用途へと展開されることを目指しています。センターには、硬質コーティング、フレキシブル太陽電池、有機エレクトロニクス向けの多様なコーティング設備に加え、金属材料やバイオコンポジット向けの3Dプリンターも備えています。これらの設備は、プロセス技術の面では産業界に近いものですが、研究者が詳細なプロセス分析を行えるよう、独自の改良が加えられています。その目的は、スイスの産業界向けに、新しい技術やプロセスのスケールアップを促進することです。
同様の目的のもと、ETHドメインは2017年にEmpaの主導の下、戦略的研究分野「先進製造（AM）」を立ち上げました。これは、スイスの産業界がデジタル化の可能性を最大限に活用し、AM技術を開発することを支援することを目的としています。これにより、2019年にはAM分野のスイス技術移転センターの統括組織であるAM-TTCアライアンスが誕生しました。2019年に最初に設立されたセンターは、ベトラッハにあるスイスm4mセンターで、医療技術分野と連携して3Dプリントインプラントの製造プロセスを開発しています。2023年初頭には、このネットワークにはさらに3つのTTセンターが加わりました。
また、2019年には、Empaはバッテリー分野の研究活動を強化し、とりわけフラウンホーファー協会と戦略的パートナーシップを締結し、電気自動車向けの量産可能な次世代駆動用バッテリーの基盤を構築した。
同年、環境モニタリングやアクセス困難なインフラの維持管理に使用されるロボットシステム向けの新素材を開発するため、インペリアル・カレッジ・ロンドンと協力して、デュベンドルフのエンパ（Empa）にサステナビリティ・ロボティクス・ラボが設立された。
2021年、スイスの国家イノベーションプラットフォームであるSwitzerland Innovationは、ザンクト・ガレンにあるEmpaのすぐ隣にあるInnovation Park Eastをネットワークに加えた。2022年には、EmpaのスタートアップインキュベーターであるStartfeldがInnovation Park Eastと合併した。Empaは、デューベンドルフで、温室効果ガスの排出量を最小限に抑えることを常に目指している新しい研究キャンパス協同組合の礎石を据えた[ 14 ]。
また、2022年には、Empaは量子技術分野における研究活動を強化・拡大し、将来の量子技術のための炭素ナノ材料の開発をさらに進めるため、ヴェルナー・ジーメンス財団から1500万スイスフランの助成金を受けました。また、2022年には、Empaは今後、研究活動を4つの主要な研究分野に集中させることを決定しました [ 15 ]。
2023年に大気中のCO2を回収し、その産業用途を見つけようとするプロジェクト「大気採掘」が開始された[ 16 ]。
北緯47度24分08秒、東経8度36分41秒/北緯47.4022度、東経8.6113度/北緯47.4022度、東経8.6113度