Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 42

Innovationen kurz vor der Marktreife
1. Neue Generation von Leuchtdioden | Zinkoxid-Nanodraht-LEDs:
2. Blickrichtungserfassungssystem Eye-Tracker warnt vor Sekundenschlaf:
3. Prototyp einer geothermischen Weichenheizung ab Ende 2010 im Test:

Grundlagenforschung
4. Wichtige Smart-Cut Grundlagenforschung für Halbleiterindustrie:

Biotechnologie
5. Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung hergestellt:
6. Elektronische Schaltkreise aus Bakterien von der Qualität eines Halbleiters:
7. Forschungsverbund will Biogasausbeute um 40% steigern:
8. Gentechnik für neue Bakterien zur Produktion von Biosprit:
9. EU-Moratorium für das Klonen von Tieren zur Lebensmittel-Erzeugung:

Informationstechnologie
10. Studie – Verfügbarkeit und Datengeschwindigkeit von Breitbandnetzen gestiegen:
11. Deutschlands neuer „elektronischer“ Personalausweis ab 1. November:
12. Großbritannien rüstet sich gegen Cyberattacken:

 

Innovationen kurz vor der Marktreife

 

Neue Generation von Leuchtdioden | Zinkoxid-Nanodraht-LEDs:
Wissenschaftler der Universität Bremen entwickeln derzeit neue Generation von Leuchtdioden. Die neuartigen, skalierbaren Zinkoxid-Nanodraht-LEDs sind in der Herstellung einfacher, ungiftig und kostengünstiger, bei einer (für LED typischen) hohen Energieffizienz. Sie lassen sich zudem großflächig sowie auf einer Vielzahl unterschiedlicher Substrate, wie Gläser und Kunststoffe herstellen und können Licht sowohl im ultravioletten als auch im sichtbaren Bereich emittieren. Damit ergeben sich industriellen Anwendungsbereiche in der Optoelektronik, Photovoltaik, Abwasser-Reinigung und -Entkeimung sowie bei elektronischen Geräten und der Beleuchtungstechnik. Weiterer Vorteil ist, dass der neue Herstellungsprozess keine technisch aufwändigen Beschichtungs- oder Vakuumanlagen erfordert. Das Projekt wird u.a. vom BMWi gefördert und steht kurz vor der Marktreife.

 

Blickrichtungserfassungssystem Eye-Tracker warnt vor Sekundenschlaf:
Jeder vierte Unfall mit Todesfolge auf deutschen Autobahnen wird durch Sekundenschlaf verursacht. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau haben nun einen Eye-Tracker entwickelt, ein Assistenzsystem, dass die Augenbewegungen des Fahrers beobachtet und ihn rechtzeitig vor dem Sekundenschlaf warnt. Grundlegend sind eine neuentwickelte infrarote Leuchtdiode (IR-LED) und eine geeignete Kamera mit einem CMOS-Sensor. Das System ist halb so groß wie eine Streichholzschachtel, lässt sich mühelos in jedes Automodell einbauen, muss nicht umständlich kalibriert werden und kommt als kleines, modulares System mit eigener Hardware und Programmen ohne PC und Laptop aus. Einsatzmöglichkeiten sind darüber hinaus in der Medizin bei Augenoperationen, bei Computerspielen und für Markt- und Werbeforscher zur Auswertung von Plakaten oder Werbespots. Die Forscher stellen die Blickrichtungserfassung und das Assistenzsystem auf der Messe VISION in Stuttgart vom 9. bis 11. November 2010 vor.

 

Prototyp einer geothermischen Weichenheizung ab Ende 2010 im Test:
Allein die deutsche Bahn muss bei winterlichen Temperaturen rund 64.000 Weichen mit einem hohen energetischen Aufwand beheizen (230 GWh), um sie vor dem einfrieren zu bewahren. Ende 2010 soll nun ein erster Prototyp einer geothermischen Weichenheizung mit Wärmerohr in Hamburg in Betrieb gehen, die allein mittels Erdwärme funktioniert. Ein mit CO2 gefülltes Wärmerohr entzieht dem Boden sehr effizient Wärme, transportiert sie ohne Hilfsenergien zur Weiche und sorgt für verlässliche Arbeitstemperatur von 6-10 °C. Bezogen auf die gesamte Nutzungszeit liegen die Lebenszykluskosten um mehr als 60% unter den gängigen Systemen. Der Amortisationszeitraum beträgt 8-10 Jahre.

 

Grundlagenforschung

 

Wichtige Smart-Cut Grundlagenforschung für Halbleiterindustrie:
Fraunhofer-Wissenschaftlern im Verbund mit weiteren Forschungseinrichtungen ist erstmals gelungen, mittels einer neu entwickelten Simulationstechnik die molekulardynamischen Grundlagen des in der Halbleiterindustrie wichtigen „Smart Cut“ Schneideprozesses zu entschlüsseln. Die Halbleiterindustrie verwendet diesen Prozess bereits seit einigen Jahren, allerdings waren die genauen theoretischen Details des Prozesses bislang noch weitestgehend unbekannt. Daher konnte die Smart-Cut-Technik bisher im Prinzip nur mittels „Trial and Error“ optimiert werden. Die Forscher wiesen nun nach, dass die Kristalltrennung durch langsam fortschreitende Spannungsriss-Korrosion erfolgt, die den atomistisch glatten Riss innerhalb des Materials hervorruft. Die Technik kann gezielt für die Herstellung von nanometergroßen Strukturen eingesetzt werden und eröffnet neue Möglichkeiten in der Optimierung der Smart-Cut-Technik – auch bei anderen kovalenten Materialien wie Germanium, Diamant und Siliziumkarbid.

 

Biotechnologie

 

Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung hergestellt:
Einem Team dänischer und deutscher Wissenschaftler ist es zum ersten Mal gelungen, Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung herzustellen. Dieses Verfahren mit relativ einfach zu kultivierenden Bakterien kann die zukünftige industrielle Anwendung stark vereinfachen. Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall, das unter anderem als Katalysator in der chemischen Industrie sowie in der Automobilindustrie in Abgaskatalysatoren und Brennstoffzellen Anwendung findet. Die produzierten Nanopartikel wurden von den Zellen in einem speziellen Raum, dem sogenannten Periplasma, eingelagert. Dadurch wurde offenbar auch das Größenwachstum der Partikel auf wenige Nanometer begrenzt. Dieses „BioPalladium“ ist katalytisch sehr aktiv für eine Reihe von chemischen Reaktionen. Die Forscher hoffen, mittels dieses biologischen Wegs Edelmetalle effizient und nachhaltig recyceln, sowie gleichzeitig Nanokatalysatoren mit herausragenden und maßgeschneiderten Eigenschaften herstellen zu können.

 

Elektronische Schaltkreise aus Bakterien von der Qualität eines Halbleiters:
Wissenschaftler der University of Southern California in Los Angeles ist es gelungen, Strom durch die nanogroßen Borsten des Bakterium Shewanella oneidensis MR-1 fließen zu lassen. Dafür setzten sie die Mikroben auf eine Oberfläche, die mit mikroskopisch kleinen Elektroden versehen war. Verband nun ein aus den Bakterien gebildeter biologischer Nanodraht zwei Elektroden, floss ein messbarer Strom. Die elektrische Leitfähigkeit entsprach der eines Halbleiters. Außerdem wachsen die Bakterien selbstständig an den gewünschten Orten. Die Mikroben-Gruppen nutzen den Elektronentransport vermutlich und für ihren Energiestoffwechsel, indem sie darüber Elektronen an ein externes Substrat abgeben – dieses Bakterium ist also in der Lage, Eisenminerale und feste Huminstoffe als Elektronenakzeptor für seine "Atmung" zu verwenden. Einsatzmöglichkeiten als elektrische Kontakte bestehen in biologischen Schaltkreisen oder auch Brennstoffzellen.

 

Forschungsverbund will Biogasausbeute um 40% steigern:
Anfang Oktober ist ein Forschungsverbundvorhaben gestartet, das in den nächsten drei Jahren die Wirkmechanismen von Enzymen für eine effizientere Energieerzeugung in Biogasanlagen untersucht. Erste Laborergebnisse ergaben eine Steigerung der Biogasausbeute um bis zu 40%. Die Enzyme beschleunigen den Aufschluss von Hemicellulosen und Cellulosen und somit die Vergärung strukturreicher Substrate, wie Festmist, Sudangras oder Getreideganzpflanzensilage. Das auf drei Jahre angelegte Vorhaben nter Koordination des Leibniz-Instituts für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) wird durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz mit rund 1,7 Millionen Euro gefördert.

 

Gentechnik für neue Bakterien zur Produktion von Biosprit:
Die Firma Synthetic Genomics des Gentechnik Pioniers Craig Venter, die im Mai 2010 erstmals ein Bakterium (Lebewesen) künstlich geschaffen hat, will Gene künftig selbst schreiben. Ziel ist es, Bakterien auf die Produktion von Biosprit zu trimmen. Der Ölkonzern Exxon Mobil hat hierfür eine Unterstützung von über 300 Mio. USD zugesagt. Cyanobakterien und Algen geben sich auch mit Schmutz- oder Salzwasser zufrieden, ihre Tanks sind nicht auf Süßwasser angewiesen und lassen sich somit auch auf Ödland aufstellen und zudem ist ihre Fotosynthese ist etwa zehn Mal so effizient wie die von Landpflanzen. Dem EU-Projekt DirectFuel stehen im Vergleich für die nächsten vier Jahre 3,7 Mio. EUR zur Verfügung.

 

EU-Moratorium für das Klonen von Tieren zur Lebensmittel-Erzeugung:
Die EU-Kommission will ein mehrjähriges Moratorium für das Klonen von Tieren zur Lebensmittel-Erzeugung. Das zeitlich befristete Verbot soll auch für den Import von Klonfleisch gelten. Das Europaparlament kritisiert, dass die Einfuhr geklonter Embryonen sowie Samen zur Tierzucht unter strengen Auflagen (Kennzeichnung) erlaubt bleiben soll. Das Klonen ist bei Züchtern beispielsweise in den USA, Kanada und Argentinien bereits relativ weit verbreitet.

 

Informationstechnologie

 

Studie – Verfügbarkeit und Datengeschwindigkeit von Breitbandnetzen gestiegen:
Cisco, der mit 40 Milliarden Dollar Jahresumsatz weltweit führenden Anbieter von Internet-Networking-Lösungen hat seine jährliche Studie „Broadband Quality Study“ über die weltweite Entwicklung der Verfügbarkeit und Datengeschwindigkeit von Breitbandnetzen veröffentlicht. Weltweit die Nummer eins sind die Südkoreaner mit 100% angeschlossenen Haushalten und einem durchschnittlichen Download-Durchsatz von 33,5 Megabit pro Sekunde (Mbps) und einer Upload-Geschwindigkeit von 17 Mbps. Deutschland rangiert mit 11,63 beziehungsweise 1,28 Mbps und 66% angeschlossenen Haushalten auf Platz 18 (Schweiz Platz 5, Österreich Platz 25). Die Zahl der Länder, die die Voraussetzungen für das heutige Basis-Internet erfüllen (E-Mail, Social Networking, Video-Streaming sowie Basisvideokonferenzen) stieg seit 2009 um zehn auf 48. Nur 14 Länder – darunter Deutschland – sind schon heute auf die Internetanwendungen von morgen wie HD-Internet-TV und Rich-Media-Kommunikation vorbereitet (Südkorea, Japan, Lettland, Schweden, Bulgarien, Finnland, Rumänien, Litauen, Niederlande, Hong Kong, Deutschland, Portugal, Dänemark und Island).

Deutschlands neuer „elektronischer“ Personalausweis ab 1. November:
Herzstück des neuen Personalausweises, der ab 1. November ausgegeben wird, ist ein RFID-Chip für die drahtlose Datenübertragung, der zwischen den Schwingen des Bundesadlerwappens eingebettet ist. Der neue Ausweis erfüllt drei Aufgaben auf einmal: Er dient wie bisher als Ausweis bei behördlichen Aufgaben (Polizei und Grenzkontrolle), er kann zweitens optional als Identitätsnachweis für Online-Geschäfte eingesetzt werden und ist drittens auch für die elektronische Signatur verwendbar, um beispielsweise digitale Dokumente rechtsverbindlich zu unterschreiben. Kritiker warnen, dass damit die Konturen zwischen Staat, Gesellschaft und Wirtschaft verschwimmen. Verbraucherschützer sind insgesamt eher skeptisch: Zwar sei die Möglichkeit, sich im Internet elektronisch ausweisen zu können sehr praktisch, allerdings setze dies voraus, dass der Verbraucher seinen Rechner virenfrei hält und mit einer Firewall ausstattet, wozu nicht jeder Nutzer adäquat in der Lage ist. Constanze Kurz vom Chaos Computer Club CCC: „Der Ausweis ist mitnichten ein hundertprozentig sicheres System.“ Thilo Weichert, Datenschutzbeauftragter von Schleswig-Holstein, rät zum Beispiel, den Ausweis in einer Aluminiumhülle zu verwahren, damit er nicht ausgelesen werden kann. Auch die technische Umsetzung wirft fragen auf: Beim Test der bisherigen Version der „AusweisApp“ machte allein schon die Installation Probleme: Sogar Informatiker brauchten eine gewisse Zeit, um das Programm zum Laufen zu bringen. Erstmals ist dabei auf dem Personalausweis auch die Postleitzahl angegeben, die prinzipiell keine hoheitliche Aufgabe ist – es habe jedoch Interesse von Seiten der Wirtschaft gegeben, diese Information aufzunehmen. Weitere Informationen bei Stiftung Warentest.

 

Großbritannien rüstet sich gegen Cyberattacken:
Die britische Regierung hat den Kampf gegen Attacken auf wichtige Computernetzwerke aufgewertet. Die neue Verteidigungsstrategie des Vereinigten Königreichs sieht nach wie vor Terroranschläge durch Organisationen wie Al-Kaida oder Radikale im Nordirland-Konflikt als größte Gefährdung der nationalen Sicherheit. Gleich dahinter folgt bereits die Gefahr durch Cyber-Angriffe auf Computernetzwerke, noch vor Naturkatastrophen an dritter Stelle und den klassischen Militärkonflikten auf Platz vier. Zwei Gründe sprechen für die Verschiebung der Prioritäten: Das Web wird nach Einschätzung von Experten zum neuen militärischen Schlachtfeld, Blaupausen für Waffensysteme können gestohlen und ganze Kriegsoperationen gestört werden. Andererseits korreliert der neue Ansatz auch mit den Sparplänen der Regierung beim Verteidigungshaushalt. Der britische Haushalt weist ein Defizit von 12-13% in 2010 auf. Nach den bisherigen Plänen soll es innerhalb von vier Jahren auf ein Defizit von 4,7% gedrückt werden.

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