Technologie

Wochenrückblick auf die Bereiche Technologie und Innovationen: KW 17

Innovationen:
1. Neuer Lithium-Ionen-Akku mit Turbo-Ladung entwickelt
2. Solarenergie mit einfachem Glas als Zellmaterial
3. Erstmals farbige Hologramme ohne aufwendige Lasertechnik
4. Nicht Färben sondern Füttern – Raupen spinnen farbige Seide
5. Universelle hochwirksame Alternative zur Grippeimpfung

Luft- und Raumfahrt:
6. Erstes kommerzielles Raumschiff soll Ende 2011 zur ISS
7. China plant bis 2020 eine eigene Raumstation
8. Seti-Projekt aus Kostengründen eingestellt
9. Indien will für 10 Mrd. Dollar 126 „Eurofighter“ Kampfjets

 

Innovationen:

 

Neuer Lithium-Ionen-Akku mit Turbo-Ladung entwickelt
An der Colorado State University wurde der Prototyp einer neuen 3D-Batterie auf der Basis der Nanotechnologie entwickelt, der schneller zu laden ist und zudem stärker und langlebiger ist als die gebräuchlichen Lithium-Ionen-Akkus. Der Prototyp lässt sich nach völliger Entleerung innerhalb von zwölf Minuten wieder vollständig laden. Kommerzielle Batterie benötigen für die gleiche Energieleistung etwa zwei Stunden. Die Lebensdauer betrage ungefähr das Doppelte. Grundlage des Schnellladeeffekts ist eine Veränderung der Chemie der Batterie: In dem Prototyp der neuartigen Li-Ionen-Akkus wird die Graphit-Elektrode durch Nanodrähte aus Antimonid ersetzt, die doppelt so viel Lithium-Ionen speichern können wie die gleiche Menge Graphit. Sie sind außerdem chemisch stabiler als der Kohlenstoff und resistenter gegen Hitze. Dadurch können die Akkus künftig zudem dünner und leichter ausfallen. Eine Serienreife für Mobilgeräte wird in rund zwei Jahren erwartet. Die Entwicklung hochleistungsfähiger Autobatterien dürfte noch etwas länger dauern.

 

Solarenergie mit einfachem Glas als Zellmaterial
Physiker der University of Michigan in Ann Arbor (USA) haben einen Weg gefunden, Licht zur Energiegewinnung zu nutzen, ohne die üblicherweise für Solarzellen genutzten Halbleiter wie etwa Silizium zu verwenden. Grundlage ist dabei die magnetische und nicht die elektrische Komponente des Lichts. Bei hohen Lichtintensitäten, wie beispielsweise in einem Laser, kann das Licht in isolierenden Materialien wie zum Beispiel einfachem Glas magnetische Effekte auslösen, welche die Elektronen in dem Material auf C-förmige Bahnen lenken. Das erzeugt einen elektrischen und einen magnetischen Dipol. Wenne es gelingt, viele dieser Dipole in einer Glasfaser aneinander zu reihen, entstünde eine große Spannung, die sich als Energiequelle nutzen ließe. Ein erster Wirkungsgrad von zehn Prozent für die Umwandlung von Sonnenlichtenergie in nutzbare Energie wäre zunächst möglich – mit billig zu produzierendem Glas als preisgünstiges Zellenmaterial. Allerdings muss das Sonnenlicht dafür so stark fokussiert werden, dass es rund 100 Millionen Mal intensiver ist. Die Forscher hoffen daher Materialien zu finden, in denen der Prozess schon bei weitaus niedrigerer Lichtintensität auftritt.

 

Erstmals farbige Hologramme ohne aufwendige Lasertechnik
Um Farbhologramme aus allen Blickwinkeln bunt erscheinen zu lassen war bislang ein verhältnismäßig hoher technischer Aufwand nötig. Man musste zunächst nacheinander drei Hologramme mit rotem, grünem und blauem Laserlicht (= kohärentes Licht) aufzeichnen. Um das Hologramm dann farbig schillern zu lassen, müssen dann wiederum gleichzeitig ein roter, ein grüner und ein blauer Laserstrahl darauf gerichtet werden. Japanischen Forschern ist es nun gelungen, Farbhologramme erstens nur mit weißem Licht und zweitens ohne kostspieligen Laser nur mit einer normalen Halogenlampe sichtbar zu machen. Für diese neue Plasmon-Holografie muss der auf einer Glasplatte aufgebrachte holographische Film lediglich mit einer hauchdünnen Silberschicht bedampft werden und anschließend ein Prisma darauf gelegt werden. Trifft weißes Licht auf diese Oberfläche, lässt das Prisma je nach Auftreffwinkel nur die roten, grünen oder blauen Lichtanteile durch. Dadurch erscheint dann je nach Einfallswinkel entweder ein rotes, grünes oder blaues Hologramm. Daher muss das Prisma nun lediglich gleichzeitig mit drei Lichtstrahlen unter jeweils unterschiedlichem Einfallswinkel beschienen werden, damit drei einfarbige Hologramme gleichzeitig ausgesandt werden, die sich dann zu dem gewünschten farbigen Hologramm überlagern. Durch diese Entdeckung scheint die Entwicklung von holographischen 3-D Farbdisplays für Computer und Fernsehgeräte in einigen Jahren möglich. Auch könnten dann Gesprächspartner einer Videokonferenz künftig als farbige und detailreiche Hologramme im Raum schweben, eine Spezialbrille ist dafür dann nicht notwendig. Bereits im November 2010 wurde an der University of Arizona der Grundstein für bewegte Live-Hologramme gelegt.


Nicht Färben sondern Füttern – Raupen spinnen farbige Seide
Seidenraupen liefern jährlich rund 150.000 Tonnen der extrem dünnen, reißfesten und weichen Textilfasern. Durch bestimmte Futterzusätze kann man die Raupen sogar dazu bringen, auch rosa, blaue und grüne Seide zu spinnen. Mit der Entwicklung der Forscher aus Singapur könnten bunte Seidenstoffe in Zukunft deutlich günstiger und umweltfreundlicher produziert werden als bisher. Das Wachstum der Seidenspinner-Larven wurde durch die zugesetzten Farbstoffe Rhodamin B (Rosa), Rhodamin 110 (Gelb) und Rhodamin 101 (Blau) offenbar nicht beeinträchtigt. Entgegen früherer Versuche bleichen die Farben bei diesen Futterzusätzen auch nicht aus. Die Forscher erhoffen sich jedoch nicht nur eine umweltverträglicheren Methode des Färbens, sondern auch weitere Anwendungen im biomedizinischen Bereich. Beispielsweise könnten andere Futterzusätze eventuell Fasern erzeugen, die antibakteriell in Wundverbänden gegen Entzündungen wirken.

 

Universelle hochwirksame Alternative zur Grippeimpfung
Weltweit erkranken jährlich drei bis fünf Millionen Menschen an der saisonalen Grippe, 250.000 bis 500.000 sterben daran. Am Health Science Center der University of Texas wurde nun eine Alternative zur Grippeimpfung entwickelt, die mehrere Vorteile vereint: Sie ist gegen alle Grippeviren wirksam und kann auch selbst nach bereits erfolgter Infektion den Krankheitsverlauf zumindest noch abmildern. Der Ansatz der Forscher beruht darauf, im Lungengewebe spezielle Immunzellen, sogenannte alveolare Makrophagen (=Fresszellen), mit einem speziellen Botenstoff (dem Wachstumsfaktor GM-CSF) gezielt um das Fünf- bis Zehnfache zu vermehren und zu aktivieren. Diese Immunzellen können auch Viren fressen und schützen dadurch vor einer Grippeinfektion. Das Mittel kann dabei durch Inhalation verabreicht werden. An Tierversuchen mit Mäusen (unter anderem mit A H1N1, dem Erreger der Schweinegrippe) hat sich das Mittel bereits eindrucksvoll bestätigt: Sämtliche Mäuse überlebten, während die zur Kontrolle infizierten normalen Mäuse alle nach einigen Tagen an der Infektion starben. Damit wurde ein vollständiger Infektionsschutz bestätigt. Bisherige Impfungen gegen Grippe müssen jährlich erfolgen und wirken auch nur gegen die für den Impfstoff ausgewählten Virustypen. GM-CSF-Präparate haben sich bereits als gut verträglich erwiesen. Daher könnten klinische Studien zum Grippeschutz schon bald beginnen, allerdings wird die Entwicklung dennoch noch einige Jahre dauern.

 

Luft- und Raumfahrt:

 

Erstes kommerzielles Raumschiff soll Ende 2011 zur ISS
Das US-Unternehmen SpaceX hat laut Medieninformationen die NASA ersucht, die Kopplung seines ersten kommerziellen Raumschiffes an die Internationale Raumstation ISS zu genehmigen. Als Termin wurde der Dezember 2011 genannt. Russland hat daraufhin Bedenken geäußert. Man werde eine Kopplung des ersten US-amerikanischen kommerziellen Raumschiffs erst nach dessen erfolgreichem Demonstrationsflug genehmigen. Zuerst müsse ein hoher Grad an Zuverlässigkeit und Sicherheit unter Beweis gestellt werden. Dazu benötige die russische Raumfahrtagentur Roskosmos auch alle Daten zum ersten Demonstrationsflug der SpaceX, der für die nächsten Monate geplant ist.

 

China plant bis 2020 eine eigene Raumstation
China plant, bis 2020 eine Drei-Modul-Raumstation mit einer Masse von 60 Tonnen ins All zu hieven. Das Programm sieht gleichfalls den Bau eines Raumfrachters für den Transport der Ausrüstung vor. Zum Vergleich: Die ISS hat eine Masse von 419 Tonnen, die von 1996 bis 2001 im Einsatz befindliche russische Raumstation Mir hatte eine Masse von 173 Tonnen. Für die zweite Jahreshälfte 2011 ist als eine weitere Etappe der bemannten Raumfahrt eine automatische Kopplung des Raumschiffes Shenzhou-8 an das (Einmodul-) Orbitallaboratorium Tiangung-1 geplant. Der Bau von Raumtransportern ist als eine der Schlüsselaufgaben in dem zwölften Fünfjahresplan (2011 bis 2015) festgeschrieben.

 

Seti-Projekt aus Kostengründen eingestellt
Das Seti-Projekt (Search for Extraterrestrial Intelligence) zum Aufspüren extraterrestrischen Lebens muss seinen Betrieb aus Kostengründen bis auf weiteres einstellen. Damit hat die Finanzkrise Kaliforniens nun auch kosmische Ausmaße angenommen. Das Seti-Projekt basiert seit 1984 auf 42 Teleskopschüsseln des Allen Telescope Array (ATA) der kalifornischen Universität Berkeley, benannt nach dem Microsoft-Mitgründers Paul G. Allen, der für die 50 Millionen Dollar teure Anlage großzügig gespendet hatte. Die Betriebskosten belaufen sich auf rund 1,5 Millionen Dollar pro Jahr. In diesem Frühjahr hatte allerdings das neue Kepler-Teleskop (gestartet im März 2009) 1.235 erdähnliche Planeten ausgemacht, auf denen theoretisch intelligentes Leben möglich wäre. Daher sollen möglichst schnell neue Spendengelder organisiert werden.

 

Indien will für 10 Mrd. Dollar 126 „Eurofighter“ Kampfjets
Der wahrscheinlich größte Auftrag für Kampfjets in diesem Jahrzehnt geht in die Endrunde. Indien will insgesamt 10 Milliarden Dollar investieren. Dafür gäbe es 126 Modelle des Typs Eurofighter. Als größter Konkurrent wird die französische Rafale angesehen. Indien fordert, dass die Endmontage auf dem Subkontinent stattfindet, das Land Einblicke in die Technologie erhält, sowie dass 50 Prozent des Auftragswertes in indische Rüstungsunternehmen investiert werden müssen. 
 

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.