Technologie

Informationsdienst Technologie und Innovationen: KW 50

1. Materialforschung | Gummi aus Kohlenstoff-Nanoröhren:
2. Materialforschung | Hart wie Stahl und leicht wie Aluminium:
3. Materialforschung | Gewicht von Schiffen um 30% reduzieren:
4. Weltrekord bei Solarmodulen mit Zellwirkungsgrad von 21,6%:
5. Staatlicher Zuschuss für PV-Firmen zu Forschung und Entwicklung (F&E):
6. US-Armee testet High-Tech-Gewehr von Heckler&Koch in Afghanistan:
7. RUS-Navigationssystem soll noch 2010 provisorisch in Betrieb gehen:
8. Südafrika will führende Raumfahrtnation für den afrikanischen Kontinent werden:
9. IBM entwickelt Nanophotonik-Chips für Supercomputer der nächsten Generation:
10. Frankreich beschließt „Google-Steuer“ von 1% auf Netto-Umsatz:
11. Neuartige Chips kombinieren Rechen- und Speicherarbeit:
12. Bayern hat den leistungsstärksten Supercomputer der Welt bestellt:
13. Erstmals Objekte aus Live-Videoübertragung gelöscht:
14. Deutsches „Ersatzlebensmittel“ will den Weltsojamarkt erobern:
15. Angriff auf das Monopol von Operations-Robotern:
16. Supermäuse – Gendoping im Labor:
17. Wikileaks: Illegale Feldversuche Pfizers an nigerianischen Kindern mit Todesfolge?
18. Globale Impfkampagne für arme Länder:
19. Neuer Ansatz gegen Zahnbelag entwickelt:

 

Materialforschung | Gummi aus Kohlenstoff-Nanoröhren:
Super-Gummi aus einem Geflecht aus Kohlenstoff-Nanoröhren auf Silizium gezüchtet, mit Eisenpartikeln versehen und dann gepresst behält seine Elastizität selbst bei extrem hohen und tiefen Temperaturen. Die nanometerdünnen Röhren aus Kohlenstoff leiten auch elektrischen Strom hervorragend, weshalb sie sich als Drähte für die Nanoelektronik eignen, sind äußerst reißfest – und dank japanischer Forscher nun auch elastisch. Silikongummis kann man deshalb nur bei Temperaturen zwischen minus 55 und 300 Grad Celsius verwenden. Das Nanoröhrengummi hält Temperaturen von minus 196 bis 1000 Grad Celsius viskoelastisch aus.

 

Materialforschung | Hart wie Stahl und leicht wie Aluminium:
Das IPH, Institut für Integrierte Produktion Hannover GmbH, untersucht in einem neuen Forschungsprojekt ab 2011 Aluminium-Matrix-Kompositen (Alu-MMC) und ihre Herstellung. Diese Werkstoffverbünde mit einer Matrix-Struktur aus Aluminium, die mit Keramikpartikeln verstärkt ist, sind sehr stabil und hoch belastbar (hart wie Stahl und leicht wie Aluminium). Die Anwendungsmöglichkeiten sind enorm, allerdings ist die Herstellung durch spanende Bearbeitung (Fräsen) bislang teuer, und die Werkstoffqualität leidet bei dem Herstellungsprozess (Stabilität geht verloren). Die Wissenschaftler erforschen daher nun, wdie Materialeigenschaften der Aluminium-Matrix-Komposite bereits durch die Herstellung verbessert werden können. Vielversprechend ist die Herstellung durch gratlose Schmiedeverfahren. Das zweijährige Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

 

Materialforschung | Gewicht von Schiffen um 30% reduzieren:
An dem Fraunhofer Institut in Chemnitz wird ein viel versprechendes Aluminiumpulver getestet, das beim erhitzen aufschäumt. Da der Metallschaum zudem leichter ist als Wasser, schwimmt er. Bei Schiffen verwendet vermag er dadurch bei geringerem Materialaufwand eine weitaus größere Nutzlast zu transportieren, auch der Treibstoffverbrauch ist dadurch geringer. Dennoch konnte das Material seine Festigkeit beweisen: Unter hohem Druck verformt es sich, bricht aber nicht (Tauglichkeit gegen beispielsweise Eisschollen ist gegeben). Das neue Material könnte das Gewicht von Schiffen insgesamt um rund 30% reduzieren. Derzeit wird ein Versuchsschiff gebaut.

 

Weltrekord bei Solarmodulen mit Zellwirkungsgrad von 21,6%:
Mit der Einführung seiner neusten kristallinen Solarmodule hat SANYO Component Europe GmbH, einer der führenden Hersteller von Fotovoltaikmodulen (die Firmenzentrale der Europatochter des japanischen Konzerns sitzt in München), erneut seinen eigenen Rekord gebrochen: Die neuen 240W-Module weisen mit 21,6% den bislang höchsten weltweit gemessenen Zellwirkungsgrad auf. Die Module werden ab Anfang 2011 in Europa erhältlich sein.

 

Staatlicher Zuschuss für PV-Firmen zu Forschung und Entwicklung (F&E):
Die schwarz-gelbe Koalition will die Folgen ihrer eigenen EE-feindlichen Energiepolitik mildern und mit zusätzlichen Forschungsgeldern die Technologie- und Marktführerschaft deutscher Anbieter im PV-Bereich nicht gänzlich aufgeben. Fotovoltaik-Unternehmen, die bis 2013 mindestens 500 Mio. Euro in technische Verbesserungen investieren, sollen 100 Mio. Euro zusätzlich vom Staat erhalten. 50 Mio. Euro davon kommen aus dem Bundesforschungsministerium, die anderen 50 Mio. Euro aus dem Bundesumweltministerium. Dies ist nach der mehrfachen starken Kürzung der Subventionen für Sonnenenergie dringend geboten: Der Marktanteil chinesischer Hersteller in dem Zukunftsmarkt der Zellen- und Modulproduktion ist zwischen 2006 und 2009 von einem Fünftel auf ein Drittel gewachsen, der deutsche Anteil sank hingegen von gut der Hälfte auf ein Drittel.

 

US-Armee testet High-Tech-Gewehr von Heckler&Koch in Afghanistan:
Bereits seit November testet die US-Armee in Afghanistan ein High-Tech-Gewehr mit „smart bullets“ aus Deutscher Herstellung. Das Gewehr XM25 stammt aus der Produktion des Waffenherstellers Heckler & Koch, kostet zwischen 25.000-35.000 Dollar das Stück und hat eine Schussweite von 700 Metern. Die gechipten Sprenggeschosse können je nach Bedarf vor, in oder hinter dem Ziel explodieren. Aus diesem Grund ist das Gewehr mit einem lasergestützten Entfernungsmesser und einem Minicomputer ausgestattet. Dieser kann dann per Fernsteuerung die Kugeln Zentimeter vor dem Ziel, innerhalb des Ziels oder hinter dem Ziel zur Explosion bringen, was unter anderem wegen der gezielten Splitterwirkung besonders gegen Gegner hinter Deckungen Verwendung finden soll. 12.500 dieser XM25-Gewehre sollen den US-Truppen bereits 2014 zulaufen.

 

RUS-Navigationssystem soll noch 2010 provisorisch in Betrieb gehen:
Am 05. Dezember war der russische Versuch gescheitert, drei neue Satelliten für das Navigationsnetz GLONASS ins All zu bringen. Sie stürzten aufgrund eines Softwarefehlers vor Hawaii ins Meer. Russland will sein satellitengestützte Navigationssystem dennoch so schnell wie möglich in Betrieb nehmen und greift nun provisorisch auf Reserve-Satelliten im Orbit zurück. Zurzeit hat Russland 26 GLONASS-Satelliten im Orbit, sechs davon gelten als Reserve und werden teilweise gewartet oder sind derzeit außer Betrieb. Ende Dezember soll ein modifizierter GLONASS-K-Satellit ins All gebracht werden, so dass dann der Betrieb mit 23 Satelliten weltweit anlaufen kann. Ursprünglich hieß es, es seien 24 funktionierende Stalliten für eine globale Abdeckung notwendig.

 

Südafrika will führende Raumfahrtnation für den afrikanischen Kontinent werden:
Südafrika plant mit einem Ausbau seiner Raumfahrtbehörde die Marktführerschaft im Bereich Weltraumtechnik für den afrikanischen Kontinent. Bis 2012 sollen bislang getrennte Projekte zusammengeführt und das Budgetauf jährlich 65 Mio. Euro erhöht werden. Innerhalb von zehn Jahren soll dann die südarfikanische Satellitenüberwachung Afrikas unter anderem Luftbilder von Naturkatastrophen und Wasservorräten in der Region liefern. Bislang betreiben auch Nigeria, Algerien und Ägypten eigene Raumfahrtbehörden in Afrika.

 

IBM entwickelt Nanophotonik-Chips für Supercomputer der nächsten Generation:
Die in einem Zeitraum von 3-5 Jahren angestrebten Supercomputer auf Basis der neuen IBM-Technologie sollen in Exaflops gemessen werden, das sind 10 hoch 18 Gleitkommaoperationen pro Sekunde (Stand 12/2010: Tianhe-1a in China mit einer Leistung von 2,566 Petaflops = 10 hoch 15 Gleitkommaoperationen pro Sekunde). Grundlegend ist der von IBM vorgestellte neuartige Siliziumchip, der elektrische und optische Komponenten vereint. Durch die optischen Elemente wird die Datenübertragung stark beschleunigt. Wellenlängen-Multiplexer sorgen dabei dafür, dass mehrere Datenströme gleichzeitig über einen einzigen optischen Kanal geleitet werden können. Die patentierten Nanophotonik-Chips weisen zudem den großen Vorteil auf, dass sie mit herkömmlichen CMOS-Produktionsmethoden in einem Durchgang gefertigt werden können. IBM: „Die patentierte IBM-Technologie übertrifft die mit den heutigen Herstellmethoden machbare Integrationsdichte von elektrischen und optischen Komponenten um das 10-Fache.“

 

Frankreich beschließt „Google-Steuer“ von 1% auf Netto-Umsatz:
Ab dem 1. Januar 2011 erhebt Frankreich eine so genannte „Google-Steuer“. Unternehmen mit Sitz in Frankreich sollen künftig auf ihre Onlineeinnahmen eine Sonderabgabe in Höhe von 1% auf den Nettoumsatz zahlen. Damit sollen die klammen Staatskassen von den riesigen Umsätzen im Internet profitieren. Die Abgabe wird „Google-Steuer“ genannt, weil sie ursprünglich, wie von Präsident Sarkozy bereits Anfang 2010 gefordert, direkt den Suchmaschinen-Konzern und seine Mitbewerber treffen sollte.

 

Neuartige Chips kombinieren Rechen- und Speicherarbeit:
Wissenschaftler vom Queen-Mary-College der Universität London, der Universität Freiburg und des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben erfolgreiche Fortschritte auf dem Gebiet der „Spintronik“ gemacht. Dies ist aus den Worten Spin und Elektronik zusammensetzt und gehört zum Gebiet der Nanoelektronik. Die neuartigen Computerchips können gleichzeitig zur Verarbeitung und Speicherung von Daten genutzt werden und heben dadurch die bisherige räumliche Trennung von Speicher- und Rechenchips auf. Sie basieren auf magnetisch polarisierte Elektronen, die mit elektrischen Feldern beeinflusst werden.
Die Folge: Geräte können in Zukunft noch leichter, kleiner und energieeffizienter werden als bisher.

 

Bayern hat den leistungsstärksten Supercomputer der Welt bestellt:
Die Bayrische Akademie der Wissenschaften hat für das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) in Garching bei München bei IBM einen 3-Petaflops-Supercompuer bestellt – nach dem jetzigen Stand der leistungsfähige der Welt (derzeit: 2,566 Petaflops). „Super MUC“ soll bereits 2012 in Betrieb gehen und wird gemeinsam vom Bund und dem Land Bayern finanziert (hoher zweistelliger Millionenbetrag). SuperMUC wird die neue Heißwasser-Kühltechnologie verwenden, die bis zu 40 Prozent weniger Energie verbrauchen soll als vergleichbare, luftgekühlte Systeme. Das System wurde im Böblinger Entwicklungszentrum von IBM entworfen. Der Rechner soll europaweit für Forschung und Industrie nutzbar sein. In der Einrichtung wird bereits ein breites Spektrum an Forschungsanwendungen, von der Kosmologie über Medizin bis hin zu Strömungsmechanik, bearbeitet.

 

Erstmals Objekte aus Live-Videoübertragung gelöscht:
Forschern der Technischen Universität Ilmenau (Deutschland) ist es weltweit erstmals gelungen, Live-Videos in Echtzeit so zu manipulieren, dass Objekte verschwinden. Bei der sogenannten Diminished Reality-System (reduzierte Wirklichkeit) wird das Objekt zunächst erkannt und grob ausgeschnitten, anschließend wird das Loch auf der Basis des stark vereinfachten Bildes gefüllt und schrittweise verfeinert sowie qualitativ verbessert. Professor Wolfgang Broll: „Entscheidend ist dabei, dass nicht versucht wird, den realen Hintergrund zu rekonstruieren, sondern auf der Basis des Restbildes einen plausiblen und konstanten Inhalt aufzubauen.“ Dabei dürfen sich diese synthetisierten Inhalte von einem Bild zum nächsten nur minimal unterscheiden. Für den Rechenvorgang werden durchschnittlich 40 Millisekunden benötigt. Damit ist es möglich, das Verfahren in Live-Übertragungen einzusetzen. Broll mahnt: „Man sollte nie vergessen, dass Manipulation in Echtzeit jetzt technisch möglich ist.“ Deshalb müsse das Bewusstsein der Menschen für diese Art der Beeinflussung und Manipulation geschärft werden.

 

Deutsches „Ersatzlebensmittel“ will den Weltsojamarkt erobern:
In dem Projekt Plantsprofood im Netzwerk Biocon Valley wird in Mecklenburg-Vorpommern eine Konkurrenz zu dem weltweit verbreiteten Tofu aus Sojabohnen hergestellt. Der Grundstoff besteht aus der eiweißreichen blauen Süßlupine. Ihr Eiweißgehalt von 40 Prozent lässt sich eine Trockensubstanz mit 90 Prozent Eiweißgehalt überführen und bietet somit die Grundlage für Ersatzlebensmittel von Ei, Wurst und Milchprodukte für Allergiker, Vegetarier und Veganer. Die großen Vorteile: Anders als Soja, oder auch pflanzliche Ersatzprodukte aus Bohnen, Erbsen und Weizen, hat das Produkt so gut wie keinen Eigengeschmack, wodurch es den gewünschten Fleisch-, Ei- oder Milchproduktgeschmack nicht überdeckt und somit besser schmecken soll. Außerdem sind die Lupinenprodukte gentechnikfrei, da es weltweit nur konventionell gezüchtete blaue Süßlupinen gibt – im Gegensatz zu Sojabohnen. In den USA, Argentinien und Brasilien, die den wesentlichen Bedarf in der EU abdecken, werden zwischen 71 und 98 Prozent gentechnisch veränderte Bohnen angebaut. Das Projekt wird mit 4,2 Mio. Euro vom Bund und 1,9 Mio. Euro von zehn Industriepartnern gefördert. Ab 2015 sollen die Produkte im Handel erhältlich sein. Soja-Lebensmittel erzielten allein in den USA 2009 4,5 Mrd. Dollar Umsatz.

 

Angriff auf das Monopol auf Operations-Roboter:
Der US-Konzern Intuitive Surgical beherrscht seit Jahren in einer Monopolstellung das Milliardengeschäft mit Operationsrobotern. Er ist weltweit der einzige Hersteller mit einem marktreifen OP-Robotersystem für minimalinvasive Chirurgie. Hintergrund: In den späten 1980ern wollte das US-Militär ein Gerät, mit dem verwundete Soldaten hinter der Front aus sicherer Distanz mit Robotern operiert werden können, ohne die Ärzte in Gefahr zu bringen. Das Konzept wurde jedoch wegen technischer Probleme bei den weiten Übertragungswegen und fehlender Technologie wieder verworfen. Das US-Unternehmen Intuitive Surgical übernahm dann 1995 die Forschungsergebnisse und setzte das Robotersystem bis zum Jahr 2000 erfolgreich um (Da-Vinci-Roboter). Dem größten Konkurrenten, Computer Motion, brachte ein Gegenprodukt heraus (Zeus-System), dem Experten sogar bessere Erfolgschancen voraussagten, allerdings gingen im Patentstreit die Mittel aus, so dass es 2003 zur Fusion mit Intuitive Surgical kam. Das Zeus-System wurde dann zugunsten Da Vincis eingestellt. Titan Medical aus Kanada bläst nun zum Angriff auf das Monopol. In drei Jahren soll das Robotersystem Amadeus marktreif sein, mit einer entscheidenden Innovation: Eine integrierte Kraftrückkopplung soll das Fingerspitzengefühl imitieren. Der Chirurgen kann dann den Widerstand des Patientenkörpers und die Greifkraft der Instrumente fühlen.

 

Supermäuse – Gendoping im Labor:
An der Universität in Cleveland wurden Supermäuse gezüchtet – durch eine einzige Spritze in der Jungtierzeit: Sie sind ermüdungsfrei obwohl sie die sechsfache Distanz rennen als normale Mäuse, vor Fettleibigkeit geschützt obwohl sie Unmengen fressen, weisen eine um 50% höhere extrem hohe Lebenserwartung auf – und sind sexbesessen, die Weibchen können sogar noch im Alter von drei Jahren Junge gebären, das entspricht einem Menschenalter von 80 Jahren. Die Wissenschaftler sprechen von einer gentechnischen Revolution – Dopingärzte, Dopingkontrolleure und Leistungsforscher sind fasziniert von den Spitzenmauseleistungen, die die Grenzen der Art bei weitem übersteigen. Zudem ist ihre Herzfrequenz sehr niedrig, und in ihren Muskelzellen fand Forscher Hanson eine bis zum 10-fachen erhöhte Zahl von Mitochondrien – den Energiekraftwerken der Zellen. Hanson: „Die Tiere sind in einer physischen Verfassung wie Lance Armstrong zu seinen besten Zeiten, als er siebenmal in Folge die Tour de France gewann.“ Hansons Forschungsgruppe wollte die Wirkung eines Gens testen, das es auch beim Menschen gibt: Es steuert ein Enzym (PEPCK-C), das vor allem in Leber und Nieren vorkommt und den Zuckerstoffwechsel des Körpers kontrolliert. Die Biochemiker schleusten das Gen dann einfach in einen Muskel. Dort setzte die Wirkung unmittelbar ein. „Die PEPCK-C-Spritze könnte jeden Menschen auch in hohem Alter noch aussehen lassen wie ein Athlet – selbst wenn man viel isst und gar nicht trainiert.“ Allerdings: Risiken und Nebenwirkungen sind noch unbekannt und auf den Menschen lassen sich die Ergebnisse nicht direkt übertragen. Die Forscher erhoffen sich von der sensationellen Entdeckung jedoch weitere Erkenntnisse, auch über das Altern beim Menschen.

 

Wikileaks: Illegale Feldversuche Pfizers an nigerianischen Kindern mit Todesfolge?
Laut Wikileaks soll der weltgrößte Pharmakonzern Pfizer (USA) eine Meningitiswelle (Hirnhautentzündung) in Nigeria im Jahre 1996 mit insgesamt 12.000 Toten genutzt haben, um Feldversuche an Kindern durchzuführen. Todesopfer und schwere Behinderungen seien dabei in Kauf genommen worden. Nach jahrelangen Gerichtsverfahren und milliardenschweren Entschädigungsforderungen einigte sich Pfizer und die Regierung im vergangenen Jahr überraschend darauf, die Klagen gegen eine Zahlung von 75 Millionen Dollar beizulegen. Die von Wikileaks veröffentlichten Depeschen deuten nun darauf hin, dass Pfizer offenbar Druck auf die nigerianische Justiz ausgeübt hat, um den Prozessen zu entgehen. Demnach engagierte Pfizer Privatdetektive, um an belastende Informationen über den für das Verfahren zuständigen Staatsanwalt zu gelangen (u.a. Korruption). „Damit sollte Druck auf ihn ausgeübt werden dahingehend, dass er die Anklage fallen lässt“, heißt es in der Nachricht aus der nigerianischen US-Botschaft. Wenige Wochen später kam es zur Beilegung der Klage und die Vergleichszahlung wurde demnach dann sogar noch in einem weiteren Schritt kurz darauf von 150 auf 75 Millionen Dollar reduziert. Konkret ging es um Versuche an 200 Kindern im Alter von 3-18 Monaten: Die Hälfte bekam Pfizers Antibiotikum Trovan, die anderen das erprobte und anerkannte Standardmedikament eines Konkurrenten – allerdings angeblich in einer viel zu geringen Dosis, um die bessere Wirksamkeit von Trovan zu beweisen. Trovan ist seit 1999 in Europa verboten und darf in den USA nur in Notfällen an Erwachsene abgegeben werden. Fünf der mit Trovan behandelten Kinder starben, in der anderen Gruppe sechs. Etliche erlitten schwere Behinderungen. Laut der US-Zulassungsbehörde für Medikamente gab es zudem zahlreiche Unregelmäßigkeiten in der Dokumentation des Versuchs. Pfizer streitet alles ab, Todesfälle und Behinderungen seien auf die Meningitis-Erkrankungen zurückzuführen.

 

Globale Impfkampagne für arme Länder:
Der Auftakt einer globalen Impfaktion für Kinder in ärmeren Ländern gegen die Erreger der tödlichsten Form von Lungenentzündung (Pneumonie), Hirnhautentzündungen (Meningitis) und Blutvergiftungen (Sepsis) begann in Nicaragua. Die Erreger töten weltweit mehr als eine halbe Million Kinder im Jahr. Der spezielle Impfstoff steht Industrieländern bereits seit zehn Jahren zur Verfügung. Die spendenfinanzierte Globale Allianz für Vakzine und Immunisierung (GAVI) will insgesamt Kinder in 40 Entwicklungsländern impfen, in denen das Pro- Kopf-Einkommen weniger als 1.500 Dollar (1.134 Euro) pro Jahr beträgt. Als nächste Staaten sind Kenia, Sierra Leone, Jemen, Kongo, Mali und Honduras dran.

Neuer Ansatz gegen Zahnbelag entwickelt:
Niederländische Forscher haben einen innovativen Ansatz gegen Zahnbelag und damit auch gegen Karies gefunden: Sie entschlüsselten die Struktur eines Schlüsselenzyms, das die Plaque-Bakterien benötigen, um sich an den Zahnschmelz zu heften. Dieses Eiweißmolekül muss somit lediglich mit Hilfe von Hemmstoffen blockiert werden. Die Forscher suchen nun nach einem Hemmstoff, der das Bakterienprotein blockiert, die Speichelenzyme jedoch in Ruhe lässt.

 

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