Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 07

Materialforschung:
1. Selbstreparierender Kunststoff durch UV-Beleuchtung:
2. Neue katalytische Kohle zur Wasseraufbereitung senkt Lebenszykluskosten:
3. Ungewöhnlicher Kristall zieht sich bei Hitze zusammen und dehnt sich unter Druck:

Automotive:
4. Pneumatischer Hybridantrieb mit 60% Einsparungen für unter 1.000 Euro:
5. Instrumentenbedienung im Auto durch Fingergesten:

Medizin:

6. Essentieller Bestandteil des körpereigenen Systems zur Krebsabwehr identifiziert:
7. Neue Erkenntnisse im zellularen Alterungsprozess und bei Alzheimer:
8. Lavendelöl hoch effektiv gegen notorisch schwer zu behandelnde Pilzerkrankungen:

ITK-Technologie:

9. Gewaltige Sicherheitslücke für Unternehmen bei Verlust von Smartphones:
10. Telekom führt Auslands-Datenflatrate ein:
11. Intelligente Algorithmen zur Unterstützung beim Musikkomponieren:

Gentechnik:

12. Zusatzkosten bei Gentechnik-Freilandversuchen übersteigen Forschungsaufwendungen:

 

Materialforschung:

 

Selbstreparierender Kunststoff durch UV-Beleuchtung:
Chemiker der Carnegie-Mellon-Universität in Pittsburgh entwickelten ein chemisches Verfahren zur Selbstheilung in Kunststoffen. Diese Innovation in der Kunststofftechnologie lässt Risse im Kunststoff automatisch schließen, sobald UV-Licht darauf fällt. Dadurch wird das Material in Zukunft haltbar und strapazierfähiger. Weil ein Grundbestandteil des Polymers das Reparieren bewirkt, kann es beliebig oft wiederholt werden. Die eingelagerte Einheit im Plastik ist das sogenanntes Trithiocarbonat. Bildet sich nun ein Riss und trifft anschließend UV-Licht auf die Stelle, strukturieren sich dessen Bindungen um, einige lösen sich und finden neue Bindungspartner – und dies eben auch über die Bruchstelle hinaus. Die Forscher konnten dabei sogar geschredderten Kunststoff durch Zusammenpressen und UV-Belichtung wieder zu einer kompakten Masse vereinen. Der selbstheilende Kunststoff ist insofern nicht nur für die Langlebigkeit der Produkte interessant, sondern auch für vereinfachte Recyclingprozesse.

 

Neue katalytische Kohle zur Wasseraufbereitung senkt Lebenszykluskosten:
Siemens hat eine neue katalytische Aktivkohle auf Basis von Kokosnussschalen entwickelt. Die katalytischen Kohle AquaCarb 1240CAT entfernt Chloramine, Schwefelwasserstoff (H2S) und Wasserstoffperoxid (H2O2) effektiver als die bisherige aus Steinkohle gewonnene Aktivkohle. Sie besitzt eine höhere Adsorptionsfähigkeit sowie eine ausgedehnte mikroporöse Struktur zur Bindung flüchtiger organischer Verbindungen. Aufgrund des geringeren Aschegehalts und der höheren Härte- und Abriebfestigkeit hat die neue Aktivkohle zudem eine längere Lebensdauer und damit niedrigere Lebenszykluskosten. Sie lässt sich sowohl in der kommunalen Trinkwasseraufbereitung wie auch für Prozesswasser einsetzen.

 

Ungewöhnlicher Kristall zieht sich bei Hitze zusammen und dehnt sich unter Druck:
An dem britischen University College London wurden die ungewöhnlichen Eigenschaften eines einfachen Kristalls aus Wasser und Methanol entdeckt. Materialen dehnen sich normalerweise bei steigenden Temperaturen aus und ziehen sich unter Druck zusammen. Dieser ungewöhnliche Kristall verhält sich jedoch genau umgekehrt: Er dehnt sich unter Druck aus und zieht sich bei Erwärmung zusammen. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Entdeckung zur Synthese technisch nutzbarer Materialien führen wird, die Werkstoffen beigemischt werden können, um deren (unerwünschte) Wärmeausdehnung zu kompensieren oder exakt zu steuern.

 

Automotive:

 

Pneumatischer Hybridantrieb mit 60% Einsparungen für unter 1.000 Euro:
Die beim Bremsvorgang eines Fahrzeugs anfallende Energie verpufft bei reinen Verbrennungsmotoren bislang ungenutzt. Bei Elektro- und Hybridfahrzeugen eröffnen hingegen regenerative Bremsen bereits ein großes Energiesparpotenzial, allerdings sind die jeweiligen Komponenten noch vergleichsweise teuer. An der Universität Lund in Südschweden wurde nun ein pneumatischer, also auf Luftdruck basierender Hybridantrieb entscheidend weiterentwickelt. Den Ansatz gab es bereits seit den 1990ern. Beim pneumatischen Hybridantrieb wird mithilfe der Bremsenergie Luft in einem speziellen Tank verdichtet und zwischengespeichert. Bei Bedarf wird die Druckluft dann zum Beschleunigen in den Verbrennungsmotor eingeblasen. Damit lassen sich rund 48% der Bremsenergie zwischenspeichern – das entspricht dem Rückgewinnungsgrad der heutigen Elektro-Hybride. Allerdings ist das System mit Zusatzkosten von unter 1.000 Euro überaus günstig. Besonders lohnend dürfte der Einsatz bei langsamem, ruckeligem Fahren im Stadtverkehr sein (Linienbusse). Hier dürften sich bis zu 60% Sprit einsparen lassen. Ein indischer Fahrzeughersteller habe bereits Interesse an der Technologie bekundet.

 

Instrumentenbedienung im Auto durch Fingergesten:
Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) hat ein System entwickelt, mit dem sich Funktionen wie Radio, Fensterheber und Klimaanlage im Auto allein mit Fingergesten steuern lassen. Damit können beide Hände an dem Lenkrad gelassen werden, statt auf der Mittelkonsole nach Knöpfen zu suchen. Das als „Geremin“ bezeichnete Steuerungssystem basiert auf dem Prinzip des 1919 vom sowjetischen Physiker Lev Sergejewitsch Termen erfundenen Musikinstruments „Theremin“. Dieses Musikinstrument, das unter anderem die Beach Boys oder die Gruppe Portishead einsetzten, wirkt die Hand des Spielers als Kondensatorseite eines Schwingkreises und verändert durch Gesten berührungslos Tonhöhe und Lautstärke. Bei dem Steuerungssystem für die Bordgeräte eines Autos beeinflussen nun ebenfalls kleine Fingergesten mit dem Zeigefinger (wie kleine Kreise, Dreiecke oder rechts-links-Bewegungen) ein elektrisches Wechselfeld, das ein Computer durch eine Antenne am Armaturenbrett ausliest und dem ein Algorithmus dann Signale zuordnet.

 

Medizin:

 

Essentieller Bestandteil des körpereigenen Systems zur Krebsabwehr identifiziert:
Am österreichischen Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) wurde eine bedeutende Entdeckung bei der Krebsentstehung gemacht. Demnach fungiert das Enzym MKK7 als essentieller Bestandteil der körpereigenen Krebsabwehr, ähnlich einem Wachhund. Schadstoffe, mutagene Substanzen oder Onkogene (krebsauslösende Gene) versetzen Zellen in Stress, schädigen ihr Erbgut und können dadurch Krebs auslösen. Die Zellen wehren sich allerdings vehement gegen ihre Entartung. Das Enzym MKK7 registriert nun den Stress, der durch den Einfluss von mutagenen Substanzen oder krebsauslösenden Genen entsteht und erkennt, dass die Zelle zur Tumorzelle zu entarten droht. Sofort schaltet MKK7 einen Signalweg an („JNK-Signalweg“), wodurch der Tumorsuppressor p53 aktiviert wird, der dann in weiterer Folge die Teilung dieser Zelle solange stoppt, bis das Erbgut repariert ist. Kann die DNA nicht mehr repariert werden, wird der Zelltod ausgelöst. Josef Penninger: „Das wirklich interessante an der Arbeit ist, dass wir damit eine Tür geöffnet haben, die es uns nun erlaubt, Zusammenhänge zwischen Stress, Umwelt und Krebsentstehung auf der molekularen Ebene zu verstehen. Denn wenn eine Zelle onkogenen Stress nicht mehr erkennt, kann sie auch nichts gegen die unkontrollierte Teilung unternehmen.“ Die Hoffnungen ruhen daher auf einer künftig gezielten Überwachung der körpereigenen Tumorsuppressorfähigkeiten.

 

Neue Erkenntnisse im zellularen Alterungsprozess und bei Alzheimer:
Die Forschergruppe um Prof. Hoppe am Institut für Genetik/CECAD in Köln hat neue Erkenntnisse über den Alterungsprozess gewonnen, der künftig nicht nur lebensverlängernd, sondern auch Therapie und Diagnostik degenerativer Alterungserkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder Parkinson verbessern könnte. Gemeinsamer Ansatzpunkt ist die zellulare „Müllentsorgung“: Wesentliche Grundbausteine aller Zellen sind Eiweiße (Proteine), die aus einzelnen Aminosäuren aufgebaut sind. Beschädigte oder falsch zusammengesetzte Proteine zerstören die Balance der Zelle und können miteinander gefährlich verklumpen – mit der Folge von neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder Parkinson. Das Ubiquitin/Proteasom System wirkt dabei als „Müllabfuhr“ und zerstört irreparable Proteine. Eine Störung dieses Systems führt beim Menschen zur Anhäufung und Verklumpung von Proteinen im Gehirn; es kommt zu Bewegungsdefekten und Sprachverlust. Durch Manipulation der Abbaumaschinerie können die Wissenschaftler nun die Alterungsfaktoren manipulieren, und damit die Lebensdauer insgesamt verlängern. Dies ist zudem für verbesserte Therapie und Diagnostik degenerativer Alterungserkrankungen wie Alzheimer, Huntington oder Parkinson von Bedeutung.

 

Lavendelöl hoch effektiv gegen notorisch schwer zu behandelnde Pilzerkrankungen:
Portugiesische Forscher von der Universität in Coimbra haben eine unerwartet leistungsstarke Waffe gegen notorisch schwer zu behandelnde Pilzerkrankungen entdeckt: einfaches Lavendelöl. Bereits in geringen Konzentrationen tötet das Lavandelöl verschiedene Hefe- und Fadenpilze ab, eine häufige Ursache für Hautpilzerkrankungen bei Menschen. Da sich insbesondere in den letzten Jahren Resistenzen gegen Medikamente, die diese Pilze bekämpfen, häuften, ist die Entdeckung dieser günstigen und effizienten Alternative mit minimalen Nebeneffekten bemerkenswert.

 

ITK-Technologie:

 

Gewaltige Sicherheitslücke für Unternehmen bei Verlust von Smartphones:
Das Fraunhofer-Institut SIT in Darmstadt hat eine gewaltige Sicherheitslücke bei Smartphones aufgedeckt. Ihnen gelang es, die Geräteverschlüsselung des iPhone auszuhebeln und innerhalb von nur sechs Minuten die auf dem iPhone gespeicherten Passwörter zu entschlüsseln. Das ist problematisch, da meistens die Passwörter für das Firmennetzwerk abgespeichert sind, um mobil darauf zugreifen zu können. Die Schwachstelle im Sicherheitsdesign auf iPhone und iPad betrifft alle Geräte mit der neuesten Firmware. Selbst Geräte die mit hohen Sicherheitseinstellungen betrieben werden, ließen sich in kürzester Zeit knacken. Die Passwörter sind auf dem Gerät in der Keychain gespeichert. Um diese auszuspähen musste die eigentliche 256-Bit-Verschlüsselung gar nicht geknackt werden, da die Verschlüsselung der angegriffenen Passwörter bei iPhone und iPad im aktuellen Betriebssystem auf dem Gerät gespeichert wird. Dadurch ist die Verschlüsselung unabhängig vom persönlichen Kennwort, das den Zugang zum Gerät eigentlich schützen soll. Sobald ein Angreifer im Besitz eines iPhones oder iPads ist und die SIM-Karte des Geräts entfernt hat, kann er dann sowohl an E-Mail-Passwörter als auch an Zugangscodes für VPN- und WLAN-Zugänge zum Firmennetzwerk gelangen. Durch die Kontrolle des E-Mail-Accounts lassen sich auch zahlreiche weitere Passwörter erbeuten: Bei vielen Webdiensten z.B. sozialen Netzwerken, muss der Angreifer einzig das Passwort zurücksetzen lassen. Sobald der jeweilige Dienst das geheime Passwort dann an den E-Mail-Account des Nutzers schickt, erfährt es auch der Angreifer. Unternehmen müssen bei Geräteverlust der Mitarbeiter daher sehr schnell reagieren: Die Mitarbeiter müssen entsprechend sensibilisiert und entsprechende Notfall-Abläufe verinnerlicht werden. Wenn ein Mitarbeiter sein iPhone verliert, sollten nicht nur alle seine Passwörter geändert werden, auch die Firma sollte die betreffenden Netzkennungen so schnell wie möglich erneuern.

 

Telekom führt Auslands-Datenflatrate ein:
Die Deutsche Telekom hat auf dem Mobile World Congress eine bereits erwartete Auslands-Datenflatrate, die „Travel & Surf“-Tarife, für Smartphones, Tablets und Laptops angekündigt. Damit soll bereits ab März ein nahezu unbegrenztes Surfen im gesamten europäischen Ausland möglich sein. Eine Woche soll dabei 14,98 Euro kosten, die Flatrate sei jedoch auch Tageweise buchbar (1,95 Euro für 10MB und 4,95 Euro für 50 MB).

 

Intelligente Algorithmen zur Unterstützung beim Musikkomponieren:
An der FH im österreichischen St. Pölten wurde ein innovatives Musik-Tool entwickelt, das mittels spezieller Algorithmen Nicht-Eingeweihten der Musiktheorie das Komponieren von Stücken fundamental erleichtert (GeMMA = Generative Music for Media Applications). Damit können beispielsweise Filmmusik oder eigene Werbejingles schnell und kostengünstig selbst komponiert werden. Die Software eignet sich daher vor allem für kleinere Filmunternehmen, Eigenproduktionen oder auch Low-Budget-Produktionen mit geringem finanziellem Aufwand, die dennoch nicht auf professionelle Musik verzichten wollen. In einem ersten Schritt werden die Instrumente gewählt, dann Tonleiter, Melodie und Rhythmik festgelegt. Dabei kann auch ein Referenzstück als Basis definiert werden, dass dann kreativ mithilfe semantischer Parameter an die persönlichen Vorstellungen angepasst werden kann. Mit wenigen Klicks kann man so auch entscheiden, ob die Musik trauriger, fröhlicher, gespannter oder dramatischer sein soll. (Beispiel)

 

Gentechnik:

 

Zusatzkosten bei Gentechnik-Freilandversuchen übersteigen Forschungsaufwendungen:
Eine Evaluation der Gesamtkosten bei den Freilandversuchen mit genmanipuliertem Weizen in der Schweiz ergab, dass für jeden Franken, der für die eigentliche Forschungsarbeit aufgewendet wurde, zusätzliche 1,26 Franken in den Schutz- und Biosicherheitsmassnahmen sowie in die behördliche Begleitung der Versuche flossen. Im Detail waren es für jeden in der Forschung aufgewendeten Franken zusätzlich 78 Rappen für den Schutz vor Vandalismus, 31 Rappen für die Biosicherheit und 17 Rappen für die behördliche Begleitung und Aufsicht. Damit übersteigen die Zusatzkosten den Aufwand für die Forschung deutlich. In der Schweiz gilt noch bis Ende 2013 ein Moratorium für den kommerziellen Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen, von dem nur die Forschung ausgenommen ist. Prof. Bernauer von der ETH Zürich: „Ohne Kostenreduktionen lassen sich in Zukunft in der Schweiz wahrscheinlich keine Freilandversuche mehr durchführen“ – es sei denn, es würden permanent gut geschützte Versuchsfelder eingerichtet, die zwar anfangs eine beträchtliche Investition erfordern, danach aber die Freilandversuche wesentlich kostengünstiger machen würden.

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