Technologie

Informationsdienst KW 39

1. Materialforschung | Neues Halbleitermaterial senkt Energieverbrauch um 75%:
2. Materialforschung | Intelligenter Polymer-Metall-Werkstoff überwacht sich selbst:
3. Weltraumtechnik | Briten planen einstufiges Raumschiff:
4. Lackieren mit bis zu 60% weniger Energie:
5. Nerven können über Glasfaser mit Prothesen verbunden werden:
6. US-Armee will gedankenbeeinflussende Helme einführen:
7. Ornithopter | Fliegen mit Muskelkraft:
8. Erste Körperscanner an deutschen Flughäfen:

 

Materialforschung | Neues Halbleitermaterial senkt Energieverbrauch um 75%:
Der Ulmer Elektronikhersteller United Monolithic Semiconductors GmbH (UMS) möchte in Kooperation mit dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Festkörperphysik IAF in Freiburg dem Halbleitermaterial Galliumnitrid zum industriellen Durchbruch in der Hochfrequenz-, Opto- und Leistungselektronik verhelfen. Das Halbleitermaterial Galliumnitrid (Nitridhalbleiter) besticht durch ein enormes Potenzial in der Optoelektronik für Leucht- und Laserdioden, in der drahtlosen Kommunikations- und Sensortechnik und als Leistungswandler für die E-Mobilität (Mobilfunknetze). Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich in der Verteidigungs- und Raumfahrttechnik und der Automobilelektronik. Aber auch die elektrische Ausbeute von Solarzellen und Windanlagen lässt sich mit einer leistungsfähigeren Elektronik weiter steigern. Berechnungen ergeben, dass zukünftige Galliumnitrid-basierte Endstufen den Stromverbrauch einer Mobilfunk-Basisstation um 75 Prozent gegenüber der bisher eingesetzten Elektronik senken.

 

Materialforschung | Intelligenter Polymer-Metall-Werkstoff überwacht sich selbst:
Fraunhofer-Forscher haben einen neuen „intelligenten“ Polymer-Metall-Werkstoff mit Sensoreigenschaften entwickelt. Die Eigenschaften des Werkstoffs ermöglichen die Fertigung von Kunststoffbauteilen, die sich selbst überwachen können. Das Material lässt sich mit vielen verschiedenen Werkstoffen kombinieren und ist daher vielfältig einsetzbar. Das neue Polymer-Metall-Komposit wird vom 9.-12. November auf der Messe ELECTRONICA in München vorgestellt. Bislang müssen Sensoren für Druck-, Zug- oder Temperaturbelastungen relativ aufwändig in die Bauteile eingearbeitet oder auf die Oberfläche aufgeklebt werden. Diese Überwachungssensoren registrieren die Einflüsse daher in der Regel nur in einem beschränkten Bereich. Für größere Bereiche müssen dann mehrere Einzelsensoren zu einem Netzwerk verbunden werden. Der neue Verbundwerkstoff ist eine Mischung aus Kunststoff und Metall, für dessen Herstellung sich verschiedenste Kunststoffe als Matrixmaterial eignen. Damit lässt es sich für unterschiedliche Verwendungszwecke Maßschneidern – entweder besonders fest und hitzeresistent oder aber weich und flexibel. Treten während des Betriebs Belastungen auf, ändert sich der elektrische Widerstand des Komposits. Diese Signale werden über Kabel am Bauteil abgeführt und zur Auswertung an ein Messgerät weitergeleitet.

 

Weltraumtechnik | Briten planen einstufiges Raumschiff:
Das britische Unternehmen Reaction Engines konzipiert derzeit ein einstufiges Raumschiff. Der Skylon benötigt dabei keine kostspieligen Startanlagen, sondern kann wie ein Flugzeug von einer Landebahn aus starten. Das Raumschiff soll in einer maximalen Höhe von 460 Kilometern Geschwindigkeiten von bis zu sieben Kilometer pro Sekunde erreichen, das entspricht Mach 25. Nach Angaben der Entwickler ist die Marktreife in zehn Jahren erreicht, ab 2020 sollen Versorgungsflüge zur ISS übernommen werden. Die Entwicklung kostet 12 Mrd. USD, zwischen 70-90 Stück sollen verkauft werden. In der ersten Flugphase wird in dem Triebwerk angesaugte Luft mit flüssigem Wasserstoff verbrannt, ab Mach 5,5 zündet flüssiger Sauerstoff und Wasserstoff das Triebwerk, womit dann die Höchstgeschwindigkeit erreicht wird. Das Gewicht beim Start beträgt 275 Tonnen, bei der Landung nur noch 55. Geladen sind 66 Tonnen flüssigen Wasserstoff und 150 Tonnen flüssigen Sauerstoff. Als Material sind derzeit verfügbare Verbundstoffe geplant.

 

Lackieren mit bis zu 60% weniger Energie:
Beim Nasslackieren in Lackieranlagen nehmen die Kosten für die thermische Energie einen Spitzenplatz ein. Grund ist, dass große Mengen an mit Lösemittelanteilen belasteter Abluft durch entsprechende Mengen erwärmter Zuluft ausgeglichen werden müssen, was zu einem hohen Brennstoffverbrauch führt. Die Energieeinsparpotenziale sind hierbei jedoch erheblich. Mit den geeigneten Investitionen lassen sich bis zu 60% der bisherigen Energiekosten einsparen. Ein Einsparpotential von bis zu 20% liegt in im Zuluftkanal der Kabine eingebauten Gasflächenbrennern mit hohem Wirkungsgrad. Durch Rotationswärmetauscher können über die Wärmerückgewinnung zudem bis zu 60% der eingesetzten Energie zurück gewonnen werden. Auch eine separate Spritzkabine für kleinere Teile kann sich rechnen, da hierbei eine geringe Menge an beheizter Frischluft benötigt wird. Ein weiterer Punkt sind Energiesparschaltungen, die auf Unterbrechungen des Spritzbetriebs bedarfsgerecht reagieren. Die Amortisationszeit für Investitionen in die entsprechenden Energierückgewinnungssysteme liegt häufig unter zwei Jahren. Weitere Informationen finden sie hier.

 

Nerven können mittels Glasfaser mit Prothesen verbunden werden:
US-Forscher arbeiten an einem faseroptischen Interface, das Nerven und Prothesen direkt miteinander verbindet und Signale in beide Richtungen übertragen kann. Damit könnten künstliche Arme und Beine zum vollwertigen Ersatz für verlorene Gliedmaßen werden, oder auch das Rückenmark ober- und unterhalb einer Verletzung geflickt werden. Das faseroptische Interface soll allen bisherigen elektronischen Ansätzen überlegen sein. Mit dieser Technologie können hunderte oder tausende Sensoren in einer einzelnen Faser vereint werden, womit Patienten robotische Prothesen viel exakter bewegen und sogar über spezielle Sensoren auch Druck oder Hitze fühlen können. Das Projekt ist an dem Neurophotonics Research Center an der Southern Methodist University (SMU) angesiedelt und wird von dem Forschungsarm des Pentagons, dem Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) mit 5,6 Mio. US-Dollar gefördert.

 

US-Armee will gedankenbeeinflussende Helme einführen:
Mit transkraniellem Ultraschall lassen sich bestimmte Gehirnareale gezielt anregen. Diesen Umstand will die US-Armee mit neuen Helmen nutzen: Sie sollen das Soldatenhirn stimulieren, die Aufmerksamkeit und Wahrnehmung steigern, Angst und Stresssymptome reduzieren, das Schmerzempfinden dämpfen und vor den Auswirkungen traumatischer Hinverletzungen schützen. Entwickelt wurde der Helm von Forschern der Arizona State University um den Neurowissenschaftler Wiliam Tyler. Das Projekt wird von dem Forschungsarm des Pentagon, die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) gefördert.

 

Ornithopter | Fliegen mit Muskelkraft:
Studenten um Todd Reichert von der University of Toronto haben ein Fluggerät konstruiert, dessen Flügel allein von Muskelkraft getrieben auf- und abschlagen. Der Pilot konnte sich damit 19,3 Sekunden stabil in der Luft halten und 145 Meter zurücklegen – ein neuer Weltrekord. Der "Snowbird" hat eine Spannweite von 32 Metern, ist aber dank der Leichtbauweise unter 50 kg schwer.

 

Erste Körperscanner an deutschen Flughäfen:
Die bundesweit ersten Ganzkörperscanner sind in einem auf sechs Monate angelegten Praxistest am Hamburger Flughafen in Betrieb gegangen. Die neuartigen Geräte sollen am Körper versteckte gefährliche Gegenstände wie Sprengstoff aufspüren und sollen die Sicherheitskontrollen nicht nur sicherer, sondern auch effizienter und schneller machen. Momentan gebe es allerdings bei den getesteten Scannern noch zu viele Fehlalarme. Weitere Einsätze lassen sich erst nach Abschluss des Probelaufs beurteilen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.