Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 49

1. RUS-Navigationssystem durch Satellitenabsturz zurückgeworfen:
2. US-Geheimraumschiff nach 7 Monaten aus dem All zurück:
3. Neuer Weltrekord durch deutsche Windkraftanlage:
4. Fraunhofer Leistungselektronik kann gesamten Energiebedarf deutlich reduzieren:
5. Trinkwasser-Vorkoster gegen toxische Stoffe entwickelt:
6. Kleinstbeamer für Unterwegs reif für die Serienproduktion:
7. Sepsis: Lebenswichtiger Schnelltester reduziert Wartezeit von 48 auf 1 Stunde:
8. 3D-Effekt ohne Brillen durch Hologramme:
9. Max-Planck-Institut rehabilitiert (zum Teil) Lamarck:
10. Kombinierte Parkscheinautomat-Stromtankstelle aufgestellt:
11. Deutscher Zukunftspreis 2010 für bionischen Handling-Assistenten:
12. Preisträger des Forschungspreises „Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis“ 2011:

 

RUS-Navigationssystem durch Satellitenabsturz zurückgeworfen:
Am Sonntag wollte Russland drei weitere Satelliten für das russische globale Navigationssystem GLONASS ins All bringen. Mit diesen drei Satelliten wäre erstmals ein weltweit lückenloser Empfang möglich. Dafür sind 24 Satelliten in insgesamt drei verschiedenen Höhen notwendig. Die Inbetriebnahme des weltweit ersten Pendants zu dem US-Navigationssystem GPS verhinderte jedoch der Absturz der drei Satelliten vor Hawaii. Grund war ein Programmierungsfehler im Computersystem der Trägerrakete, wodurch die Rakete zu hoch und damit auf eine falsche Bahn geschossen wurde. Der Absturz ist ein enormer Rückschlag für die russischen Ambitionen, ein eigenes Satelliten-Navigationssystem zu installieren.

 

US-Geheimraumschiff nach 7 Monaten aus dem All zurück:
Vor rund sieben Monaten hatte eine Atlas 5 Rakete das geheimnisvolle unbemannte X-37B Orbital Test Vehicle ins All gebracht. Ursprünglich ein NASA-Projekt hatte dann jedoch rasch die US-Luftwaffe übernommen. Nun ist es wieder auf der Luftwaffenbasis Vandenberg in Kalifornien gelandet. Experten rätseln über das Ziel der Mission, unklar ist auch, ob etwas im All ausgesetzt wurde. Die Luftwaffe wies lediglich darauf hin, dass die Mission vor allem dazu diente, das Raumschiff selbst zu testen (Leit-, Navigations- und Kontrollsysteme, Hitzeschutz und die automatischen Systeme für den Flug im Orbit, den Wiedereintritt und die Rückkehr auf die Erde). Vermutungen gehen in die Richtung, dass die X-37-B als Weltraumdrohne zum Einsatz kommen könnte, um Daten strategisch wichtiger Ziele zu sammeln, bzw. der Entwicklung von Waffensystemen und der Unterstützung von Kampfeinsätzen dienen soll. Dabei ist der Einsatz gegen feindliche Satelliten genauso denkbar, wie gegen andere Gleiter mit dem gleich lautenden Auftrag (Spacewar).

 

Neuer Weltrekord durch deutsche Windkraftanlage:
Der Magdeburger Hersteller von Windkraftanlagen Enercon hat auf seinem eigenen Werksgelände die leistungsfähigste Windenergieanlage der Welt errichtet. Mit einer installierten Leistung von 7,5 MW kann eine einzige dieser Anlagen rund 6.000 Haushalte versorgen. Die E-126 ist 135 m hoch, der Rotordurchmesser beträgt 127 m. Die durchschnittliche Leistung der neu installierten WEA in 2009 betrug 2,3 MW, die Nennleistung aller WEA in Schleswig Holstein im gleichen Jahr 1,05 MW. Damit ergibt sich auch ein zunehmend größeres Potential bei dem so genannten Repowering – dem Ersatz veralteter Anlagen durch leistungsstärkere moderne WEA.

Fraunhofer Leistungselektronik kann gesamten Energiebedarf deutlich reduzieren:
In dem Bereich der Leistungswandler liegt ein enormes Energieeinsparpotential. Leistungswandler kommen überall dort zum Einsatz, wo Wechselstrom hoher Spannung aus dem öffentlichen Netz für elektrotechnische Anlagen umgewandelt werden muss, aber auch umgekehrt (z.B. PV-Anlagen). Dieser Umwandlungsprozess ist derzeit noch hochgradig verlustbehaftet. Das Fraunhofer IAF hat nun eine neuartige, hocheffiziente Leistungselektronik auf der Basis des neuen Halbleitermaterials Galliumnitrid entwickelt, deren Einsparpotenzial bei weit über 20% des gesamten Bedarfs an elektrischer Energie liegt. Das riesige Einsparpotential ergibt sich aus den physikalischen Eigenschaften des relativ neuen Halbleitermaterials Galliumnitrid. Dieses besitzt gegenüber dem gängigen Halbleiter Silizium den großen Vorteil, dass es bei hohen elektrischen Spannungen und Strömen wesentlich energieeffizienter als Silizium ist. Damit lassen sich im Umkehrschluss auch die Wirkungsgrade von Photovoltaikanlagen oder der Ladevorgänge von Elektroautos wesentlich erhöhen. Die Forscher erwarten durch den Einsatz dieser neuen Technologie insgesamt ein Einsparpotential von mehr als 50%.

 

Trinkwasser-Vorkoster gegen toxische Stoffe entwickelt:
Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickelt derzeit ein Testsystem zum Aufspüren von Kontaminationen in Trinkwasser in Echtzeit. Das Projekt „AquaBioTox“ soll kleinste Mengen an Giften (Nanogramm pro Liter) und andere in Wasser gelöste gesundheitsschädliche Stoffe in minutenschnelle aufspüren. Herzstück der Anlage ist ein Bio-Sensor, der zwei verschiedene Bakterienstämme sowie Säugetierzellen enthält. Die Mikroorganismen wurden so verändert, dass sie ein fluoreszierendes Protein erzeugen. Beim Kontakt mit toxischen Stoffen verändert sich die Fluoreszenz. Mittels eines hochsensitiven Kamerasystems werden die kleinsten Veränderungen der Fluoreszenz automatisch registriert und bei Auffälligkeiten gemeldet. Der Bio-Sensor hat bislang auf alle getesteten Substanzen reagiert. Weiterer Bestandteil ist ein Daphnien-Toximeter des Kieler Projektpartners bbe Moldaenke. Die Wasserflöhe dieses Toximeters reagieren äußerst sensibel auf Nervengifte. Das System soll eine Trinkwasserüberwachung in Echtzeit ermöglichen und damit die Versorgungssicherheit gegen Unfälle, Verschleiß oder gezielte Anschläge erhöhen.

 

Kleinstbeamer für Unterwegs reif für die Serienproduktion:
Projektoren werden immer häufiger genutzt, um Bilder und Filme in Großformat auf Wände zu werfen. Die Beamer verwenden dabei eine Optik, die das Licht der punktförmigen Quelle so verteilt, dass das Bildfeld gleichmäßig hell erleuchtet ist. Bislang benötigte man dafür komplizierte Optiken, die aus mehreren hintereinander angeordneten Linsen bestehen. Ein Fortschritt waren Linsenarrays, die flach sind und aus Tausenden identischer Mikrolinsen bestehen. Sie benötigen wesentlich weniger Bauraum und müssen nicht erst mühsam zusammengesetzt und justiert werden – allerdings gab es sie im Prägeverfahren bislang nur aus Kunststoffen, was aufgrund der hohen Temperaturen der Lichtquelle in den Geräten angegriffen wurde. Am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz wurde nun ein Verfahren entwickelt, mit dem man die Arrays auch aus Glas fertigen kann. Dabei wurden alle Probleme gelöst und eine weltweit einzigartige Qualität erreicht. Das Verfahren ist reif für die Serienproduktion und könnte den Preis für derartige Bauteile auf ein Zehntel des Werts von heutigen Optiken drücken. Weitere Einsatzfelder liegen im industriellen Bereich: Die Linsenarrays können auch dazu dienen, Laserstrahlen aufzuweiten und zu homogenisieren – etwa für industrielle Schweißmaschinen.

 

Sepsis: Lebenswichtiger Schnelltester reduziert Wartezeit von 48 auf 1 Stunde:
Blutvergiftungen (Sepsis) sind die dritthäufigste Todesursache in Deutschland (jährlich 60.000 Tote in Deutschland). 50% der auf die Intensivstation eingelieferten Blutvergiftungen enden tödlich. Grund: Bislang muss man in der Regel bis zu 48 Stunden auf die Analyse aus dem Labor warten – doch dann kann es oftmals schon zu spät sein. Eine neue mobile Diagnostik-Plattform „MinoLab“ in Scheckkartengröße soll die Analyse künftig schon nach einer Stunde liefern. Das System basiert auf Nanopartikeln, die automatisch per Magnetkraft gesteuert werden. Damit kann die Diagnose schnell und kostengünstig bereits auf dem Weg ins Krankenhaus erfolgen. „MinoLab“ wird derzeit noch im gleichnamigen BMBF-Projekt vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Leipzig in Kooperation mit der Fraunhofer-Ausgründung Magna Diagnostics entwickelt. Weitere Projektpartner sind das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin, Siemens, Dice, microfluidic ChipShop und das Austrian Institute of Technology. Ein erster Prototyp soll in rund zwei Jahren vorliegen. Die Technologie eigne sich jedoch nicht nur für Sepsistests, sondern auch für verschiedenste molekularbiologische Fragestellungen, von genetischen Prädispositionen bis hin zur Krebsdiagnostik.

 

3D-Effekt ohne Brillen durch Hologramme:
An der Universität von Arizona entwickelten Forscher eine Technik, 3D-Darstellungen für mehrere Personen gleichzeitig und ohne den Einsatz von Brillen darzustellen. Die fortschrittlichen 3D-Hologramme hätten zwar noch Verbesserungsbedarf, jedoch sei die Darstellung bereits jetzt sehr detailliert und würde in Grundzügen die zukünftige Technik aufzeigen. Der letztendliche kommerzielle Durchbruch dürfte indes noch einige Jahre auf sich warten lassen. In der Zwischenzeit gäbe es jedoch bereits Anwendungsgebiete bei Werbung, Militär, Architektur und Technik.

 

Max-Planck-Institut rehabilitiert (zum Teil) Lamarck:
Der Senat der Max-Planck-Gesellschaft hat entschieden, das Max-Planck-Institut für Immunbiologie in Freiburg ab sofort in „Max Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik“ umzubenennen. Damit wird der wachsenden Bedeutung der Epigenetik Rechnung getragen. Die Epigenetik ist ein seit 2006 ein wichtiger Forschungsschwerpunkt am Institut, das sich vornehmlich mit der Grundlagenforschung in der Immun- und Entwicklungsbiologie befasst, besonders mit der Ausbildung und Funktion des Immunsystems. Erst in den letzten Jahren hat das Forschungsfeld der Epigenetik die Evolutionstheorie Charles Darwins um einen entscheidenden Aspekt erweitert – und damit Darwins wissenschaftlichen Vorläufer Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) zumindest in Teilen rehabilitiert. Dieser hatte die Auffassung vertreten, dass nicht nur zufällige Mutationen die Evolution begründen, sondern dass veränderte Umweltbedingungen und geänderte Verhaltensweisen Organismen dazu veranlassen, ihre „Gewohnheiten“ zu ändern und bestimmte Organe anders zu gebrauchen als gewohnt. Die Wissenschaft konnte dies in der näheren Vergangenheit nun beweisen: Diese Veränderungen werden dabei nicht in der DNA festgeschrieben (Genetik), sondern beruht auf chemischen und strukturellen Veränderungen des Chromatins – des Komplexes aus DNA und Proteinen, der die Chromosomen bildet. Dies bildet eine weitere Ebene, die durch ihre räumliche Struktur und entsprechende Proteine entscheidet, ob und wie die entsprechenden Gene überhaupt ausgelesen werden. Diese epigenetischen Vorgänge laufen somit gezielt und vor allem wesentlich schneller ab, als die genetischen Veränderungen der DNA. Damit lassen sich Veränderungen innerhalb einer Lebensspanne und deren Übertragung an die Nachkommen erklären (z.B. das "perfekte Gehör", bei dem der akustische Cortex stark vergrößert ist).

 

Kombinierte Parkscheinautomat-Stromtankstelle aufgestellt:
In Frankfurt a.M. wurden die ersten Kombinations-Anlagen aus Parkscheinautomat und Stromtankstelle aufgestellt. Das Tanken kostet pro Stunden einen Euro Servicepauschale zusätzlich, der Strom ist dabei inbegriffen. Bis zu 3,5 Kilowattstunden können dabei pro Stunde geladen werden. Das Projekt wird vom Bundesverkehrsministerium gefördert. Bis 2011 sind rund 40 dieser Stromtankstellen in Frankfurt und Umgebung geplant.

 

Deutscher Zukunftspreis 2010 für bionischen Handling-Assistenten:
Zum 14. Mal wurde der mit 250.000 Euro dotierte Deutsche Zukunftspreis verliehen. Der Preis gilt als bedeutendste Innovationsauszeichnung in Deutschland und ging dieses Jahr an das Unternehmen Festo AG aus Esslingen für ihren bionischen Handling-Assistenten. Der Hightech-Greifarm, einem Elefantenrüssel ähnlich, wurde gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik entwickelt und ist dank seines pneumatischen (Druckluft-) Rüssels aus dem nachgiebigen Kunststoff Polyamid flexibel, so dass er sogar rohe Eier greifen kann. Der pneumatische Greifarm kann dabei entweder mit Hilfe einer Kamera oder durch Sprachbefehle gesteuert werden. Einsatzbereiche Liegen in der Montage von Industrieteilen, aber auch der Pflege und in der pflegenahen häuslichen Unterstützung (großer Zukunftsmarkt). Die Flexibilität des Geräts ist für die risikolose Interaktion mit Menschen Voraussetzung (Kollisionsfall). Konventionelle Robotersysteme sind erst durch den Einsatz von aufwendigen Schutzvorrichtungen für den direkten Kontakt von Mensch und (Hilfs-)Roboter zugelassen. Platz zwei und drei gingen an eine hochleistungsfähige Laser-Sortiermethode für Plastikmüll (Unisensor Sensorsysteme GmbH) und ein um den Faktor 10-100 beschleunigtes Verfahren für maßgeschneiderte Katalysatoren (hte AG).

 

Preisträger des Forschungspreises „Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis“ 2011:
Die Preisträger des Gottfried Wilhelm Leibniz-Preises 2011 wurden bekannt gegeben. Der Preis ist mit jeweils 2,5 Mio. Euro dotiert. Von den zehn Leibniz-Preisen 2011 gehen vier in die Lebenswissenschaften, drei in die Natur-, zwei in die Ingenieur- und einer in die Geistes- und Sozialwissenschaften (die Preisverleihung ist am 16. März 2011 in Berlin). Die Preisträger 2011 sind:
•    Prof. Dr. Ulla Bonas, Mikrobiologie/Molekulare Phytopathologie, Universität Halle-Wittenberg
•    Prof. Dr. Christian Büchel, Kognitive Neurowissenschaften, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
•    Prof. Dr. Anja Feldmann, Informatik/Computer-Netzwerke/Internet, Technische Universität Berlin
•    Prof. Dr. Kai-Uwe Hinrichs, Organische Geochemie, Universität Bremen
•    Prof. Dr. Anthony A. Hyman, Zellbiologie/Mikrotubuli und Zellteilung, Max-Planck-Institut für Molekulare Zellbiologie und Genetik, Dresden
•    Prof. Dr. Bernhard Keimer, Experimentelle Festkörperphysik, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart
•    Prof. Dr. Franz Pfeiffer, Lasermedizin, Technische Universität München
•    Prof. Dr. Joachim Friedrich Quack, Ägyptologie, Universität Heidelberg
•    Prof. Dr. Gabriele Sadowski, Technische Thermodynamik, Technische Universität Dortmund
•    Prof. Dr. Christine Silberhorn, Quantenoptik, Universität Paderborn

 

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