Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Materialien unter Beschuss: Schnelle Elektronen verbessern Werkstoffe

23.10.2003


Neue Anwendungsmöglichkeiten des Elektronenbeschleunigers kristallisieren sich im Bayerischen Forschungsverbund Materialwissenschaften (FORMAT) für die Medizin-, Kunststoff- und Sensortechnik sowie für Keramikhersteller heraus.



Die Ergebnisse aus dem Wissenschaftsprojekt "Elektronenstrahlbehandlung von Werkstoffen" am Elektronenbeschleuniger der BGS BETA-GAMMA-SERVICE GmbH & Co. KG (BGS) lassen Saal an der Donau hoffen, dass sich die Stadt als High-Tech-Region für Elektronenstrahlbehandlung profilieren und in kurzer Zeit neue Unternehmen ansiedeln kann.



Konkurrenz für Japan

Professor Dr.-Ing. Günter Ziegler und seine Mitarbeiter an der Universität Bayreuth gelang es, keramische Fasern aus Silizium, Kohlenstoff und Stickstoff durch Elektronenbestrahlung zu härten. Diese Verbundwerkstoffe sind sehr spröde, bieten aber durch ihre hervorragende thermische und chemische Beständigkeit den bisher üblichen Kohlefaserverbundwerkstoffen Paroli. Mögliche Anwendungen liegen in der Luft- und Raumfahrt und vor allem in der Elektrotechnik. Gegenüber den japanischen Forschern haben die Bayreuther die Nase vorn: Sie benötigen nur ein Zehntel der Bestrahlungsdosis der fernöstlichen Konkurrenz und sind damit energieschonender, kostengünstiger und umweltfreundlicher.

Sensoren für besondere Aufgaben

Handelsübliche Aluminiumoxidkeramiken sind gleichzeitig Wärmeleiter und sehr gute elektrische Isolatoren. Mit Elektronen bestrahlte Keramik dient Dr. Udo Bogner von der Universität Regensburg als Sensor für Temperatur und elektrische Feldstärke. Die Fluoreszenzthermographie zeigt bei bestrahlten Bauteilen die Temperaturverteilung im Betrieb sogar noch nach dem Abkühlen. Wichtig ist das beim Design von Leistungselektronik oder in der Qualitätssicherung elektronischer Bauteile, um die Belastung bei Betriebstemperaturen von immerhin bis zu 250ºC zu erkennen. Die Fluoreszenzspektroskopie macht die aktuell wirksame elektrische Feldstärke in Bauteilen sichtbar; so wird zum Beispiel die Qualität von Isolatoren in der Elektrotechnik geprüft.

Hoffnung für kaputte Kniegelenke

Die Arbeitsgruppe von Professor Michael Nerlich entwickelt am Klinikum der Universität Regensburg ein biologisch abbaubares Gerüst für Stammzellen, die Knorpelmasse wieder aufbauen können, zum Beispiel im Meniskus,. Die Elektronenbestrahlung verleiht diesem Trägermaterial die notwendige Stabilität, denn die "Ersatzteile" sollen nach der Operation sofort belastbar sein.

Einen interessanten Nebeneffekt ergaben die Untersuchungen von Dr. Behr (ebenfalls Klinikum der Universität Regensburg): Die Elektronenbestrahlung der Rohstoffe vor Zusammenfügen des Verbundwerkstoffes verbessert diese Werkstoffe nachhaltig.

Optimierung von Kunststoffen ohne Nebenwirkungen

Elektronenstrahlen können Polymere "kalt" vernetzen ohne dass die Langzeitbeständigkeit der Kunststoffe darunter leidet - allen Befürchtungen zum Trotz. Wissenschaftler am Lehrstuhl für Kunststofftechnik der Universität Erlangen-Nürnberg bei Professor Gottfried Ehrenstein bestrahlten so genannte funktionsgefüllte Kunststoffe. Zugegebene Füllstoffe verleihen ihnen besondere Eigenschaften wie zum Beispiel elektrische Leitfähigkeit. Die Bestrahlung mit Elektronen verstärkt diesen Effekt noch.

Der Elektronenbeschleuniger Saal a. D.

Die BGS GmbH betreibt in Saal an der Donau (Landkreis Kelheim) einen der leistungsstärksten Elektronenbeschleuniger weltweit. Energiereiche Elektronen verändern die Eigenschaften des "beschossenen" Materials: Zum Beispiel entstehen Lochstrukturen oder die Materie wird dichter und härter. Im Rahmen der High-Tech-Offensive Bayern fördert die Bezirksregierung Niederbayern Forschungsvorhaben am Elektronenbeschleuniger mit mehr als 1 Mio. Euro. BGS-Geschäftsführer Dr. Alfred Zyball ist zuversichtlich: "Daraus sollen neue Verfahren entstehen, die aus der Region Kelheim ein Kompetenzzentrum auf dem Gebiet Elektronenstrahlbehandlung machen". Er erwartet vielseitige Anwendungen im Bereich der Automobil- und Luftfahrtindustrie.

Dipl.-Chem. Christine Kortenbruc | idw
Weitere Informationen:
http://www.werkstoffe.de
http://www.format.mwn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie