Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 05

Physik, Grundlagenforschung:
1. Plasmaausgleich als Teilerfolg für energetische Kernfusion:
2. Neuer Neutrino-Detektor in Frankreich in Betrieb:

Materialforschung:
3. Touchscreen aus alternativen nachwachsenden Rohstoffen entwickelt:
4. Energieeffizienz von Molybdänit 100.000-mal höher als bei klassischem Silizium:

Biotechnologie:

5. Bakterien produzieren reinere magnetischer Nanopartikel als Labore:

Gentechnik:

6. Hautzellen in schlagende Herzzellen umgewandelt:

ITK-Technologie:
7. Intel kostet defekter Chip rund 700 Mio. Dollar:
8. Google ändert Suchalgorithmen:
9. Google will bei Apps zu Apple aufschließen:
10. Nokias Symbian verliert Marktführerschaft an Googles Android:

Luft- und Raumfahrt:

11. USA wollen Entwicklung von Hyperschallfliegern beschleunigen:

 

Physik, Grundlagenforschung:

 

Plasmaausgleich als Teilerfolg für energetische Kernfusion:
Für die energetische Nutzung der Kernfusion muss der Brennstoff, ein dünnes ionisiertes Wasserstoffgas (ein so genanntes „Plasma“) berührungsfrei in einem Magnetfeldkäfig eingeschlossen und auf eine Zündtemperatur von über 100 Millionen Grad aufgeheizt werden. Dann verschmelzen die Atomkerne unter der Freigabe einer gewaltigen Menge Energie. Im südfranzösischen Cardache wird bereits seit 2009 der internationale Versuchs-Fusionsreaktor ITER gebaut (500 MW). Er soll der großtechnischen Nutzung der kontrollierten Kernfusion zur Stromerzeugung den Weg bereiten, die Inbetriebnahme ist für 2018 geplant. Forschern an der Garchinger Fusionsanlage ASDEX Upgrade ist nun ein weiterer wichtiger Teilerfolg gelungen: In einer knapp einjährigen Umbauphase waren acht magnetischen Regelspulen an der Wand des Plasmagefäßes der Fusionsanlage installiert worden. Damit konnten nun die störenden Randinstabilitäten des Plasmas ausgleichen werden. Laut den Forschern ist man mit dem Resultat der Lösung eines der wichtigsten ITER-Probleme ein großes Stück näher gekommen.

 

Neuer Neutrino-Detektor in Frankreich in Betrieb:
An dem Kernkraftwerk Chooz in den französischen Ardennen nimmt ein internationales Forscherteam einen neuen Neutrino-Detektor in Betrieb. Neutrinos sind elektrisch neutrale Elementarteilchen, die 1930 vorhergesagt, aber erst 1956 nachgewiesen wurden, da sie kaum mit anderen Teilchen wechselwirken. Aus der Messung fundamentaler Neutrino-Eigenschaften erhoffen sich die Forscher wichtige Konsequenzen für die Teilchen- und Astroteilchenphysik – die neueste Generation von Reaktorneutrino-Experimenten gelten als Schlüsselexperimente der teilchenphysikalischen Forschung. Am mysteriösesten gilt die Neutrinoeigenschaft, sich im Flug ineinander umwandeln zu können. Dieser „Neutrino-Oszillation“ genannte Effekt bedeutet, dass Neutrinos im Widerspruch zum Standardmodell der Teilchenphysik eine – wenn auch geringe – Masse haben. Diese Entdeckung der späten 1990er-Jahre führte zum Physiknobelpreis von 2002.

 

Materialforschung:

 

Touchscreen aus alternativen nachwachsenden Rohstoffen entwickelt:
Bislang werden berührungsempfindliche Bildschirme, die immer beliebter werdenden Touchscreens (z.B. für Smartphones), aus seltenen und teuren Rohstoffen hergestellt, wie beispielsweise Indium. Fraunhofer-Forscher gelang nun ein alternatives Herstellungsverfahren für berührungsempfindliche Displays, das auf erneuerbaren, preisgünstigen und weltweit verfügbaren Rohstoffen basiert. Die neuartige Elektrodenfolie kommt ohne die seltenen Metalle aus, sondern basiert stattdessen auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Carbon-Nanotubes und preiswerten Polymeren. Eine Pilotfertigung existiert bereits. Nun soll die Folie für die verschiedenen Einsatzgebiete optimiert werden. Mitte Februar werden die ersten Kohlenstoff-Touchscreens auf der Messe „nano tech“ in Tokio präsentiert.

 

Energieeffizienz von Molybdänit 100.000-mal höher als bei klassischem Silizium:
Forscher am École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) haben das große Potential von Molybdänit (MoS2) als Transistormaterial für effizientere Chips entdeckt. Bislang wurde Molybdänit vor allem als Schmiermittel genutzt. Dabei sind die Halbleitereigenschaften des Materials sogar besser als die des äußert vielseitigen Kohlenstoff-Wundermaterials Graphen und übertrifft die des klassischen Siliziums um ein vielfaches. Bei digitaler Elektronik nutzt man Transistoren in On- und Off-Zustand, um die Nullen und Einsen der digitalen Information darzustellen. Obwohl der Off-Zusatnd eigentlich ein Standby-Zustand ist, verbraucht er bei Silizium-Transistoren dennoch viel Strom. Dieser Stromverbrauch lässt sich mit Molybdänit um den Faktor 100.000 reduzieren. Das Material lässt dabei ebenso wie Graphen als Material in der Nanogröße einatomiger Schichten verarbeiten, ist aber in seinen Halbleitereigenschaften dem Graphen überlegen und auch kostengünstiger zu verarbeiten. Daher wird dem Molybdänit eine wesentliche Zukunftsrolle in der Optoelektronik und der Nanoelektronik zugeschrieben.

 

Biotechnologie:

 

Bakterien produzieren reinere magnetischer Nanopartikel als Labore:
Bestimmte Bakterien der Gattung Magnetospirillum, so genannte magnetotaktische Bakterien, richten sich mit magnetischen Nanopartikeln wie Kompassnadeln entlang der Feldlinien des Erdmagnetfeldes aus. Die Magnetosomen (spezielle Organellen) bestehen dabei aus Magnetit-Nanoteilchen. Wie Forscher des Max-Planck-Instituts in Potsdam für Kolloid- und Grenzflächenforschung nun zeigen konnten, optimieren die Bakterien die magnetischen Nanopartikel bereits auf atomarer Ebene. Dadurch stellen sie weitaus reinere und auch magnetischere Nanomagnetite her, als es derzeit im Labor möglich ist. Durch eine spezielle Menbran werden die magnetischen Nanoteilchen zudem vor Oxidation geschützt. Die Nanomagnetite haben vielfältige Einsatzmöglichkeiten, unter anderem auch in der Medizin als Kontrastmittel bei der diagnostischen Magnetresonanztomografie, der Tumorbekämpfung und als Transportvehikel für Medikamente, das gezielt mittels Magneten an die entsprechenden Orte im Körper manövriert werden kann.

 

Gentechnik:

 

Hautzellen in schlagende Herzzellen umgewandelt:
US-Forschern gelang es, innerhalb von elf Tagen, Hautzellen in einer Kulturschale direkt zu schlagenden Herzzellen umzuwandeln. Bislang musste als Zwischenschritt die Zurücksetzung der Zellen in das Embryonalstadium erfolgen, um neue Zelltypen herzustellen. Den Forschern gelang nun eine Abkürzung, indem sie die bislang zur Rückprogrammierung von ausgewachsenen Zellen benötigten Gene einschleusten, diese aber bereits nach vier Tagen wieder abschalteten, lange bevor die Zellen sich in einen Embryonalzustand verwandelt hatten. Die Möglichkeit eines zeitsparenden direkten Weges bezeichnen die Forscher als „ein total neues Paradigma“. Die Zellen lasen sich auch in Gehirn- oder Bauchspeicheldrüsenzellen umwandeln. Die Forscher werten das als weiteren Durchbruch bei der möglichen Herstellung von Reparaturgewebe und erhoffen sich dadurch Ansätze zur Bekämpfung von Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und Herzkrankheiten.

 

ITK-Technologie:

 

Intel kostet defekter Chip rund 700 Mio. Dollar:
Der weltgrößte Halbleiter-Konzern Intel hat Probleme mit einem defekten Chip, der Festplatten oder DVD-Laufwerke ansteuert. Der Fehler trete in der Intel 6 Series „Cougar Point“ auf, die in den Systemen mit den neuesten Vierkern-Prozessoren „Sandy Bridge“ verbaut sind. Die Kunden könnten aber ihre Computer vorerst weiter verwenden. Für die Reparatur der Fertigung und der bereits ausgelieferten Computer rechnet Intel mit Kosten in Höhe von 700 Mio. Dollar, hinzu kommen 300 Mio. Dollar Umsatzausfall – Intel hatte 2010 einen Rekordgewinn in Höhe von 11,7 Mrd. Dollar eingefahren. Da der Chipsatz aufgelötet ist, wird der Austausch des Mainboards nötig.

 

Google ändert Suchalgorithmen:
Der Internetriese Google hat die Algorithmen seiner Suchmaschine geändert. Ziel sei es, dass Seiten, die Inhalte von anderen Web-Angeboten kopieren und original 1 zu 1 auf ihrer Homepage online stellen, nicht mehr vor den Originalseiten in den Trefferlisten landen. Das maßlose kopieren beliebter fremder Inhalte soll zu einer besseren Platzierung in Suchmaschinen-Trefferlisten führen. Diese „Content-Farmen“ – im Unterschied zu den „Link-Farmen“ – werden jedoch vielfach als Spam oder Belästigung wahrgenommen.

 

Google will bei Apps zu Apple aufschließen:
Pro verkauftem Apple-Gerät mit dem mobilen Betriebssystem iOS werden derzeit durchschnittlich mehr als 60 Apps heruntergeladen. Die Gesamtzahl der heruntergeladenen Apps dürfte bis zum Ende des Jahres 2011 sogar diejenige der Musik-Downloads aus dem Apple-Store übersteigen. Die Gewinne mit kostenpflichtigen Miniprogrammen und aus Werbung in Apps dürften sich dabei weltweit im laufenden Jahr auf rund 15 Milliarden Dollar (elf Milliarden Euro) verdreifachen. Google, das federführend das Smartphone-Betriebssystem Android entwickelt, will nun dan Abstand zu Apple verkürzen und stellt Dutzende neue Programmentwickler für neue Apps ein. Voraussichtlich werden die Apps dann kostenlos für die Android-Nutzer angeboten und durch die Einblendung von Werbung finanziert.

 

Nokias Symbian verliert Marktführerschaft an Googles Android:
Die speziell auf Smartphones zugeschnittene Handysoftware Android des Konsortiums Open Handset Alliance unter Federführung des Internetkonzerns Google hat erstmals mehr Einheiten abgesetzt (32,9 Mio.) als der bisherige Marktführer, das Betriebssystem Symbian von Nokia (31 Mio), Apple kam in dem Schlussquartal 2010 auf 16,2 Mio. Einheiten der insgesamt verkauften 101 Mio. Geräte. Symbian ist für Smartphones nahezu ungeeignet – Nokia entwickelt bereits einen Nachfolger. Dass sich das System trotzdem noch so gut verkauft liegt an der hohen Zahl einfacher Telefone, die vor allem in Schwellenländern zu niedrigen Preisen verkauft werden. Der Absatz von Mobiltelefonen mit der Android-Software hat sich in 2010 versiebenfacht.

 

Luft- und Raumfahrt:

 

USA wollen Entwicklung von Hyperschallfliegern beschleunigen:
Vertreter der US-Regierung, der Industrie, der NASA und der US Air Force haben auf einem Workshop über einen neuen Hyperschallflieger mit fünf- bis zehnfacher Schallgeschwindigkeit beraten. Transportiert werden sollen Personen, aber auch Gefechtsköpfe und Bomben. Spätestens ab 2025 soll dann ein Hyperschallbomber HCV (Hypersonic Cruise Vehicle) fünf Tonnen Bomben innerhalb von zwei Stunden an jeden Punkt der Erde transportieren können. Zunächst ist ein hyperschnelles unbemanntes, kleines Versuchsflugzeug mit dem Kürzel HSRFRV geplant, das erstmals 2016 selbstständig starten und landen soll. Bisherige Hyperschallversuche hatten sich auf Tests in Windkanälen beschränkt oder hatten Raketen als Starthilfen benötigt. Die Schwierigkeit dabei ist es, die so genannten Hyperschall-Staustrahltriebwerk im Überschallbereich überhaupt zu zünden. Wissenschaftler vergleichen das mit dem Versuch, ein Streichholz während eines Hurrikans anzuzünden. Eile ist aus Sicht der USA geboten, da angeblich auch die Chinesen und Russen an dieser militärisch sensiblen Technologie forschen.

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