Verfahrenstechnologie

Nanomembran ermöglicht effizientes Filtern von Ionen aus Flüssigkeiten. Filter spielen in vielen Bereichen des Lebens eine wichtige Rolle – vom Kaffeefilter bis zur Reinigung von Flüssigkeiten. Forschende des Max-Planck Instituts für Polymerforschung haben nun einen Filter aus einem neuartigen, muschelartigen Material hergestellt. Der nur etwa 20 millionstel Millimeter dicke Filter ist in der Lage, Ionen und Moleküle mit hoher Effizienz zu filtern. Jeder kennt es aus Kindertagen im Sandkasten: Sand wird mit einem Sieb gefiltert. Größere Steine bleiben dabei hängen,…

Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat erstmals Referenzdaten zur Inspektion von Rotorblättern mit Thermografie erhoben. Zuvor hatten die Projektpartner*innen die Methode in einer Machbarkeitsstudie erfolgreich getestet. Der erste Referenzdatensatz mit qualitativ hochwertigen Messungen aus mehreren Windparks ermöglicht es, KI-Algorithmen zur automatischen Bildauswertung zu trainieren und damit das innovative Verfahren einen Schritt näher an die Anwendung zu bringen. Mit dem Verfahren werden Erosionsschäden an Rotorblättern sichtbar gemacht, die Verwirbelungen bewirken und damit für Leistungseinbußen der Windturbine verantwortlich sind. Durch…

Wissenschaftler der Uni Osnabrück haben ein Mikroskopieverfahren entwickelt, mit dem sich in lebenden Zellen gleichzeitig Molekülinteraktionen und ihre unmittelbare Nanoumgebung mit sehr hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung abbilden und analysieren lassen. Das neue Fluoreszenzmikroskop eröffnet den Forscherinnen und Forschern am Zentrum für Zelluläre Nanoanalytik (CellNanOs) ganz neue Möglichkeiten, molekulare Prozesse in Echtzeit zu verfolgen und mit der übergeordneten Dynamik zellulärer Strukturen wie der Zellmembran oder das Zellskelett zu korrelieren. Ihr neues Verfahren stellten sie nun in der renommierten Fachzeitschrift „Nature…

Intelligente Algorithmen und Methoden, die bei der Herstellung von anwendungsoptimierten Kautschuk-Compounds unterstützen, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) mit sechs Partnern. Gemeinsames Ziel ist eine Software, die Informationen zu Rezeptur und Verarbeitungsbedingungen nutzt, um daraus Vorhersagen und Optimierungsstrategien abzuleiten. Kautschuk ist ein wichtiger Rohstoff zur Herstellung von Gummiwaren wie zum Beispiel Autoreifen oder Einweghandschuhen. Er wird dazu natürlich aus Kautschukbäumen gewonnen oder synthetisch mittels entsprechender Polymerisationsreaktionen aus Monomerbausteinen erzeugt und je nach den…

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in Aachen hat ein Verfahren entwickelt, das die Emissionen umweltschädlicher Treibhausgase in der Glas- und Optikfertigung um bis zu 90 Prozent reduziert. Im Mittelpunkt steht eine Lebenszyklusanalyse (engl. Life Cycle Assessment, kurz: LCA), die systematisch den Energiebedarf und den CO2-Ausstoß der Fertigungsprozesse erfasst. Auf Basis dieser Daten werden Optimierungsstrategien entwickelt und implementiert. Als einzige Forschungseinrichtung in Europa bietet das Fraunhofer IPT umfassende Analysen, Beratungen sowie Forschungsarbeiten zum Thema LCA in der Optikfertigung an. Die Produktion…

… revolutioniert Formgebungsverfahren im Spritz- und Druckgießen. Die von Fraunhofer-Forschern neu entwickelte UltraPLAS®-Beschichtung hat sich in der Praxis als bahnbrechende Lösung für die Herausforderungen bei Urformverfahren erwiesen. Diese fortschrittliche Trenn- und Easy-to-clean-Beschichtung wird mittels eines kalten Plasmaverfahrens als Gradientenschicht aufgetragen und eignet sich für Materialien wie Werkzeugstahl, Edelstahl und Aluminium. Durch die besonderen physikalischen Eigenschaften ermöglicht UltraPLAS® eine perfekte Abbildung von nanoskaligen bis hin zu spiegelglänzenden Oberflächen. Aufgrund einer Verringerung der Nachbearbeitungsschritte und durch den Verzicht auf externe Trennmittel, wird…

Bis zu 95 Prozent weniger Iridium, kein PFAS. Mit einer am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald entwickelten Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) kann in Elektrolyseuren bis zu 95 Prozent des seltenen Metalls Iridium eingespart werden. Die Technologie verzichtet zudem auf per- und polyfluorierte Chemikalien (PFAS), was ihre Umweltfreundlichkeit erhöht. Die innovative Produktlösung überzeugte das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, die Gründung eines Unternehmens zur Weiterentwicklung und Vermarktung des neuen Verfahrens finanziell zu unterstützen. Klimaneutral produzierter Wasserstoff soll in Zukunft den…

Fraunhofer UMSICHT und Cornelsen optimieren PerfluorAd®-Verfahren. Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) bergen aufgrund ihrer hohen Stabilität und ihrer allgegenwärtigen Verbreitung Gefahren für Mensch und Umwelt. Mit der Aufbereitungstechnologie PerfluorAd® haben Fraunhofer UMSICHT und die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH ein marktreifes Verfahren entwickelt, das PFAS kostengünstig und effektiv aus wässrigen Medien entfernt. Das aktuelle NRW-Vorhaben Perfluor.Dat verfolgt eine umfassende datenbasierte Prozessoptimierung, u. a. um das Verfahren an die Erfordernisse internationaler Märkte anpassen zu können. PerfluorAd® ist bei der Reinigung von PFAS belasteten Feuerlöschsystemen…

Phosphor ist ein wichtiger Pflanzennährstoff und damit unverzichtbar für die Nahrungsmittelproduktion. Die weltweiten Phosphorvorkommen sind jedoch begrenzt. Die Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm spielt daher eine wichtige Rolle bei der Sicherung der zukünftigen Versorgung. Die TU Braunschweig treibt diese Rückgewinnung mit ihrem Projekt „P-Net“ maßgeblich voran. Im Mittelpunkt steht dabei die Erzeugung des kristallinen Phosphorprodukts Struvit. Erster Erfolg des Projekts: Auf der Kläranlage Braunschweig testen die Projektpartner großtechnisch ein Verfahren zur Struvitfällung, um künftig die durch die Klärschlammverordnung…

Welchen Einfluss hat das Strömungsprofil? Forschende am Fraunhofer IPM haben ein magnetfeldbasiertes Verfahren zur berührungslosen Durchflussmessung entwickelt. Nun konnten sie erstmals den quantitativen Einfluss des Strömungsprofils auf das magnetische Signal nachweisen. Das eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung des Verfahrens. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift »Journal of Applied Physics« veröffentlicht. In vielen Industriezweigen gibt es Herstellungsprozesse, bei denen fließende Flüssigkeiten eine zentrale Rolle spielen. Will man solche Prozesse regeln oder gar automatisieren, so benötigt man verlässliche Angaben zur Strömungsgeschwindigkeit…

Kunststoffe aus Polycarbonat sind wegen ihrer Vielseitigkeit und hohen Qualität begehrte Werkstoffe in der Industrie. Aber das Recycling der Kunststoffabfälle stößt derzeit noch an Grenzen, denn mechanische Recyclingverfahren generieren nicht für alle Anwendungen ausreichende Recyclat-Qualitäten. Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit dem Chemieunternehmen Covestro Deutschland AG eine Methode entwickelt, mit der sich die Ausgangsstoffe der Polycarbonate zurückgewinnen lassen: In der katalytischen Pyrolyse, dem kontrollierten Erhitzen unter Sauerstoffausschluss, zerfallen die Plastikabfälle in ihre Bestandteile. Hersteller nutzen die Rohstoffe für die Herstellung neuer Kunststoffe….

Universitäten Magdeburg und Bochum erhalten 12 Millionen Euro zur gemeinsamen Entwicklung energieschonender Industrieprozesse mit erneuerbaren Energieträgern. Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg erhält gemeinsam mit der Ruhr-Universität Bochum von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG eine Millionenförderung, um ein erfolgreiches Forschungsverbundprojekt zur Nutzung erneuerbarer Energieträger in energieintensiven Industrieprozessen fortzusetzen. Für die zweite Förderperiode des universitätsübergreifenden Sonderforschungsbereiches/ Transregio SFB 287 „Bulk-Reaction“ stellt die DFG den Forschungsteams weitere 12 Millionen Euro in den nächsten vier Jahren zur Verfügung. Rund 40 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Ingenieurwissenschaften, der…

Wie müssen Tabletten, Pellets und Briketts zusammengesetzt sein, damit sie nach der Produktion beim Transport nicht zerbrechen? Wie muss ein Industriefilter im Inneren gestaltet sein, um Feststoffe besser herauszufiltern? Wie lange halten chemische Katalysatoren hohe mechanische Belastungen im Hochdruckreaktor aus? Diesen Fragen gehen Kaiserslauterer Forscher nach. Zum Einsatz kommt ein Computertomograph, der kleinste Materialstrukturen zerstörungsfrei erfasst. Die Technologie ist für verschiedene Anwendungsbereiche interessant. Auf der Prozessindustrie-Messe Achema in Frankfurt stellt das Team sie vom 10. bis 14. Juni am Forschungsstand…

Verfahren der Kieler Materialwissenschaft ermöglicht erstmals umfassenden Vergleich von Beschichtungen für biomedizinische Anwendungen. Der Halteknopf im Bus, die Tasten im Fahrstuhl oder die Schutzscheibe am Anmeldetresen in der Arztpraxis: Täglich kommen wir mit einer Vielzahl von Oberflächen in Kontakt. Spezielle Beschichtungen aus Kunststoff verleihen ihnen bestimmte Eigenschaften, zum Beispiel zum Schutz vor Viren. Ein Team aus der Materialwissenschaft der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat jetzt erstmals verschiedene biomedizinische Beschichtungen umfassend verglichen und untersucht, was bei Interaktionen mit der Haut, mit…

Im Autobahntunnel oder dem Einkaufszentrum kann nicht einfach mal schnell ein Fenster geöffnet werden – dass hier trotzdem keine dicke Luft herrscht, ist moderner Technik zu verdanken. Große industrielle Lüftungsanlagen funktionieren so gut, dass sie im Alltag kaum wahrgenommen werden, haben allerdings einen Nachteil: den Energieverbrauch. Die Europäische Union hat angekündigt, die Ökodesign-Richtlinie für Industrieventilatoren kommendes Jahr zu verschärfen. In seiner Doktorarbeit an der Hochschule Coburg und der FAU Erlangen-Nürnberg hat Manuel Fritsche dafür eine Lösung entwickelt. Im Bereich der…

Ein europäisches Forschungsteam hat ein neuartiges spektroskopisches Verfahren entwickelt, mit dem sich ultraschnelle dynamische Prozesse von Elektronen und Schwingungen innerhalb von Molekülen verfolgen lassen – und zwar mit atomarer Auflösung und in Echtzeit. Das experimentelle Team in Barcelona wurde bei der theoretischen Beschreibung der Prozesse durch ein Team der Universität Jena unterstützt. Die Forschenden demonstrieren ihre „Attosekunden-Kernspektroskopie“ am Beispiel des Furan-Moleküls und stellen ihre Methode im Fachmagazin „Nature Photonics“ vor. Chemische Reaktionen sind komplexe Mechanismen. Daran beteiligt sind verschiedene dynamische…