德国萨勒河畔哈勒的弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所（IMWS）推出一种表面功能化技术，通过微米和纳米结构直接调控塑料部件性能，避免使用添加剂或涂层，从而提升回收效率和降低成本。这项表面功能化技术可广泛应用于汽车、医疗和包装等行业，实现特定附着力、润湿性或光学特性等定制需求。

作为表面功能化技术核心，IMWS 开发了名为“3-ScaleSim”的跨尺度模拟工具，基于弗劳恩霍夫 ITWM 的无网格 Meshfree 软件，首次实现注塑工艺全程模拟。该工具连接宏观、微观和纳米尺度的设计，通过数字孪生整合材料数据和工艺参数，如压力与温度。纳米-微米-宏观数据库和实验验证确保模型优化，用虚拟试验替代可行性研究，早期评估微米和纳米结构，精确预测表面特性并缩短开发时间。Meshfree 软件已扩展至微纳领域，并获2024年约瑟夫-弗劳恩霍夫奖。

这一表面功能化技术对中小企业尤其有益。塑料加工商可利用全过程演示器，在投资前数字化测试工具设计、聚合物和工艺变体，降低成本和风险。研究人员指出，这加速了开发周期和决策速度，应对塑料行业在资源节约、循环利用和功能需求方面的挑战。