Mit seinem EFRE-Förderprogramm »Bioökonomie Bio-Ab-Cycling« fördert das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg den Aufbau modularer Bioraffinerien, die in den kommenden Jahren erproben und aufzeigen sollen, wie mittels nachhaltiger Bioökonomie hochwertige Rohstoffe aus Abfall und Abwasser zurückgewonnen werden können. Für die fünf Projekte stehen insgesamt rund 19 Millionen Euro aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und an Landesmitteln zur Verfügung. Das Fraunhofer IGB ist an allen fünf Bioraffinerie-Projekten beteiligt, an drei der Projekte in Federführung. Verfahren der…
Größer, wasserreicher, gefährlicher: Neue Studie der Humboldt-Universität zu Berlin und der Universität Innsbruck hält Verzehnfachung des Wasservolumens und eine starke Zunahme der Naturgefahren für möglich. Wo Gletscher schmelzen, können Gletscherseen entstehen – oftmals mit sehr instabilen Ufern und großem Gefahrenpotential. Als Folge eines Dammbruchs oder durch Flutwellen nach Lawinenabgängen oder Felsstürzen können sich enorme Wassermassen ins Tal ergießen, die noch viele Kilometer stromabwärts große Zerstörungskraft besitzen. Modellrechnungen mit neuesten Daten zeigen nun, dass sich in den Gebirgen Hochasiens als Folge…
Polymer-Hydrogele sichern vertrauliche Informationen. Die Entwicklung hoch sicherer, aber einfacher, kostengünstiger Verschlüsselungstechnologien zur Verhinderung von Datenlecks und Fälschungen ist ausgesprochen herausfordernd. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein Forschungsteam jetzt eine „Doppelverriegelung“ vor, die auf thermoresponsiven Polymer-Hydrogelen basiert und Information so verschlüsselt, dass sie nur in einem spezifischen Temperatur- und Zeitfenster gelesen werden kann. Neben digitalen spielen physikalische Verschlüsselungsmethoden eine wichtige Rolle. Deren Dekodierung basiert typischerweise auf externen Reizen wie Licht oder Wärme. Mehrfache Reize bieten mehr Sicherheit, machen aber…
Einfacher Aufbau macht Alkalimetall-Iod-Batterie wettbewerbsfähig. Ein unscheinbarer Stahlzylinder – rund sieben Zentimeter im Durchmesser und zehn Zentimeter hoch – könnte der Energiewende einen dringend benötigten Schub verleihen. Denn die Flüssigmetall-Batterie, die Dr. Juhan Lee und sein Team am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) entwickelt haben, glänzt vor allem durch ihren einfachen und kostengünstigen Aufbau. Die Jury des HZDR-Innovationswettbewerbs zeigte sich zudem beeindruckt, dass sich die Batterie am Ende ihrer Lebenszeit gut recyceln lässt. Die Preisverleihung findet am 8. März statt. Die Idee…
Magnetische Anregungen übertragen Informationen ohne Wärmeverlust. So wie Elektronen durch einen elektrischen Leiter fließen, können auch magnetische Anregungen durch bestimmte Materialien wandern. Solche, in der Physik analog zum Elektron auch „Magnonen“ genannten Anregungen könnten Informationen sehr viel leichter transportieren als elektrische Leiter. Auf dem Weg zu solchen Bauteilen, die deutlich energiesparender und erheblich kompakter wären, hat ein internationales Forschungsteam nun eine wichtige Entdeckung gemacht. Aktuell beruht die Funktion der Mehrheit elektronischer Bauteile auf dem Transport und der Kontrolle elektrischer Ladungen….
Öffnung neuer Wege in der Züchtung. Mehr als 20 Jahre nach der Entschlüsselung des menschlichen Genoms haben Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München und des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln zum ersten Mal das hochkomplexe Genom der Kartoffel komplett entschlüsselt. Diese technisch anspruchsvolle Studie, veröffentlicht in Nature Genetics, legt die biotechnologische Grundlage, um die Züchtung von robusteren Sorten zu beschleunigen. Wenn man heute auf einem Wochenmarkt Kartoffeln kauft, ist es nicht unwahrscheinlich, dass man mit einer Sorte nach Hause geht, die es…
Optische Komponenten mit komplexen Geometrien wie Asphären, Linsen-Arrays oder Freiform-Optiken lassen sich durch Glasumformung effizient und kostengünstig fertigen. Das ständige Aufheizen, Umformen und Abkühlen führt allerdings dazu, dass die Umformwerkzeuge bereits nach wenigen Anwendungen stark verschleißen. Schutzbeschichtungen können die Lebensdauer der Werkzeugoberflächen verlängern. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT hat seinen Maschinenpark nun um eine Anlage zur Diamond-Like-Carbon-Beschichtung (DLC) erweitert und kann dami als einzige Einrichtung in Europa Forschungsarbeiten zu Beschichtungslösungen für alle Arten von Umformwerkzeugen und Glassorten anbieten. Die Werkzeuge…
Enzyme beschleunigen als Biokatalysatoren viele chemische Reaktionen. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forschende nun Enzyme in metallorganische Käfige (MOFs) eingelagert. Erstmals demonstrierten sie dann, dass die Stabilisierung durch diese Gerüststrukturen sogar für einen Einsatz der Enzyme in einem kontinuierlich betriebenen Reaktor ausreicht. Ebenfalls neu: Die in MOFs eingelagerten Enzyme lassen sich nicht nur in wässrigen, sondern auch in organischen Lösungsmitteln verwenden. Die Forschenden berichten in der Zeitschrift Angewandte Chemie (DOI: 10.1002/anie.202117144) Sie gelten als wahre Multifunktionstalente: Enzyme beschleunigen…
Gelungener Technologietransfer von PTB-Entwicklungen in die Industrie Optiken, deren Form deutlich von der Kugelform abweicht, sogenannte Asphären oder Freiformflächen, sind wesentliche Komponenten vieler moderner Abbildungssysteme. Ihre rückführbare Vermessung mit Unsicherheiten im Bereich einiger zehn Nanometer stellt – anders als bei sphärischen Optiken – eine große Herausforderung dar. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat im Rahmen internationaler Projekte mehrere Asphärennormale entwickelt, die die Kalibrierung von Asphären- und Freiformflächenmessgeräten deutlich verbessern. Für ihre Herstellung wurde ein Lizenznehmer gefunden, der demnächst das erste Normal,…
Forschende des Instituts für Umweltchemie des Küstenraumes von Helmholtz-Zentrum Hereon untersuchten in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), der Universität Hamburg, der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) sowie der Universität Aachen (RWTH) die zeitliche Veränderung der Schadstoffbelastung in der Nordsee. Dabei zeigte sich: Vor allem seit den letzten 100 Jahren belastet ein mannigfaltiger Chemiecocktail die Umwelt. Sie fanden auch heraus, dass ein Rückgang der Belastung nach Verbot von Substanzen sich erst Jahrzehnte später in der Umwelt abzeichnet….
Chemiker der Universität Jena haben einen neuen Rekord aufgestellt: Sie entdeckten eine fluoreszierende Aluminium-Verbindung, die die höchste bisher bekannte Quantenausbeute aufweist: Für nahezu jedes Lichtteilchen, das darauf einstrahlt, wird eines von der Substanz abgestrahlt. Davon könnten Anwendungen, etwa in der LED-Technik, profitieren. „Diese Entdeckung war buchstäblich Serendipity – ein reiner Glücksfund“, erklärt Robert Kretschmer, Juniorprofessor für Anorganische Chemie der Katalyse der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Eigentlich wollten wir mit der Substanz Katalyse betreiben. Aber meinem Team fiel sehr schnell auf, dass die…
Neue Erkenntnis eröffnet die Möglichkeit, Plasmabeschleuniger als Boosterstufe bei Beschleunigern mit hohen Taktraten einzusetzen Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von DESY-Wissenschaftlern hat am FLASHForward-Experiment erstmals gezeigt, dass es prinzipiell möglich ist, Plasmabeschleuniger mit den in der Teilchenphysik und Photonenforschung üblichen Wiederholraten zu betreiben. So könnten solche hocheffizienten Beschleuniger als Booster-Stufen in bestehenden Anlagen mit hohen Taktraten eingesetzt werden und die Energie der dort beschleunigten Teilchenpakete auf einer kurzen Strecke deutlich erhöhen. Das Team stellt seine Studien in der Fachzeitschrift Nature…
… eine große Zukunft für vielfältige Anwendungen. Andrei Bernevig, Princeton University, USA, Haim Beidenkopf, Weizmann Institute of Science, Israel, und Claudia Felser, Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden, Deutschland, stellen in ihrer neuen Übersichtsarbeit über magnetische topologische Materialien die neuen theoretischen Konzepte vor, die Magnetismus und Topologie miteinander verbinden. Es werden neue magnetische topologische Materialien und potenzielle möglichen Anwendungen in der Spin- und Quantenelektronik identifiziert sowie als Materialien für eine effiziente Energieumwandlung diskutiert. Die Übersichtsarbeit erörtert die Verbindung zwischen…
Runder Tisch Meeresmüll: Neues Themenpapier Mikroplastik wird in allen Bereichen der deutschen Meere nachgewiesen und kann die Fortpflanzungsfähigkeit und Fitness von Meereslebewesen insbesondere an der Basis des marinen Nahrungsnetzes beeinträchtigen. In einem aktuellen Themenpapier unter Federführung des Fraunhofer UMSICHT zeigt der »Runde Tisch Meeresmüll« zahlreiche Möglichkeiten auf, wie weniger Mikroplastik ins Meer gelangen kann. Mikroplastik ist ein komplexes Umweltproblem. Es kann als direktes Mikroplastik in die Umwelt gelangen oder während der Nutzung durch Abrieb entstehen. Zur ersten Gruppe gehören zum…
Warum bewegen sich große Gasblasen in viskoelastischen Flüssigkeiten (etwa Polymer- und Proteinlösungen) so viel schneller als erwartet? Eine offene Frage mit großer Relevanz für industrielle Produktionsprozesse. Forschende der TU Graz und der TU Darmstadt haben nun eine Erklärung gefunden. Es ist ein unter Fachleuten lange bekanntes Rätsel, das in vielen industriellen Produktionsprozessen sehr relevant ist: die sprunghaft unterschiedlichen Aufstiegsgeschwindigkeiten von Gasblasen in sogenannten viskoelastischen Flüssigkeiten. Viskoelastische Flüssigkeiten sind Stoffe, die Merkmale flüssiger und elastischer Stoffe in sich vereinen. Ein Beispiel…
Levante – das neue, vierte Hochleistungsrechnersystem für die Erdsystemforschung (HLRE-4) – nimmt am 3. März 2022 in der ersten Ausbaustufe seinen Betrieb am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) auf. Der Supercomputer, der wie sein Vorgänger “Mistral” von der Firma Atos bereitgestellt wird, vervierfacht mit 14 PetaFLOPS die Rechenleistung am DKRZ.. Damit können Forscherinnen und Forscher auf dem DKRZ-System zukünftig z.B. mehr oder längere Simulationen mit besonders hoch aufgelösten globalen Klima- und Erdsystemmodellen durchführen. Solche Modelle erlauben erstmals eine rein physikalische Darstellung wichtiger…
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