Verfahrenstechnologie

Eine neuartige laserbasierte Tauchsonde, die das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen im Zuge BMBF- und EU-geförderter Projekte mit Industriepartnern und Anwendern erprobt, könnte den Weg zu einem fortlaufenden Inline-Monitoring von Wasseraufbereitungsprozessen in Kläranlagen ebnen. Das 2D-Fluoreszenzmessverfahren generiert direkt vor Ort spektroskopische Daten im Klärbecken. Diese sind in Verbindung mit einer intelligenten Auswertesoftware der Schlüssel zu einer energie- und ressourceneffizienten Wasseraufbereitung. Auf der Münchener Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft IFAT 2024 wird das Verfahren erstmals öffentlich präsentiert. Das…

Die optische Industrie setzt in ihren Prozessketten auf mechanische Verfahren. Das könnte sich bald ändern. Denn das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen treibt digital gesteuerte Laserverfahren voran, deren klare Zeit- und Kostenvorteile bei der Formgebung, beim Polieren und bei der abschließenden Formkorrektur von Asphären und Freiformoptiken zum Tragen kommen. Auf der Fachmesse OPTATEC von 14. bis 16. Mai 2024 in Frankfurt und auf der 1. Aachener Konferenz »Laserbasierte Optikfertigung« am 15. und 16. Oktober 2024 stellt das Fraunhofer ILT…

Methode beschleunigt Suche nach Materialien für neue Technologien. Mit einem neuen computergestützten Verfahren lassen sich die physikalischen Eigenschaften komplexer Kristalloberflächen automatisiert und allein aus grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten zuverlässig berechnen. Forschende der Universität Oldenburg schreiben in der Fachzeitschrift npj computational materials, dass die von ihnen entwickelte Methode die Suche nach neuen Materialien für wichtige Technologien wie etwa Photovoltaik, Batterien oder Datenübertragung beschleunigen könnte. Bei der Suche nach neuen Materialien für wichtige Technologien wie etwa Photovoltaik, Batterien oder Datenübertragung werden computergestützte Methoden…

Tests an lebenden Zellkulturen werden für die personalisierte Medizin, Wirkstoffentwicklung und klinische Forschung immer wichtiger. Ein neues KI-gestütztes Hochdurchsatzverfahren der Aachener Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT und für Produktionstechnologie IPT ermöglicht es, spezifische Zelltypen automatisiert zu isolieren. Mit dem so genannten LIFTOSCOPE können Labore dutzende lebende Zellen pro Sekunde lokalisieren, identifizieren sowie ihre Größe und Schwerpunkte vermessen und analysieren, um sie durch Laser-Induced Forward Transfer (LIFT) in Mikrotiterplatten zu transferieren. Auf der analytica 2024 in München wird die Fraunhofer-Gesellschaft das neuartige…

Schmiermittel fürs Drahtziehen auf Basis von Polymeren. Metalle können mittels Kaltumformung zu Drähten verarbeitet werden – ein äußerst aufwändiges Verfahren. Die dafür notwendigen Schmiermittel erfüllen jedoch oft nicht die Anforderungen der Endverarbeiter. Im Rahmen des KMU-innovativ-Projekts »Polyschmierung« haben fünf Partner aus Industrie und Forschung eine neue Klasse von Polymerschmiermitteln entwickelt, die den Prozess deutlich umweltfreundlicher und wirtschaftlicher machen. Sie werden industriell bereits erfolgreich eingesetzt. Gefördert wurde das Projekt mit rund 680 T Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung…

Bessere Haftungseigenschaften von Kunststoffen durch kombinierte Mikro- und Nanostrukturen. Mit einem patentierten Verfahren zur Mikro-Nano-Strukturierung hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) signifikante Verbesserungen der Haftungseigenschaften von Polymeren erzielt. Auch für die Benetzbarkeit, optische Reflexion, Hydrophobie sowie die Recyclingfähigkeit bringt das Verfahren, bei dem strukturierte Oberflächen mittels Heißprägens oder Spritzgusses erzeugt werden, erhebliche Vorteile. Wenn ein Gecko die Wände hochklettert, gelingt das durch die große Kontaktfläche der hierarchischen und fibrillären Strukturen seiner Füße mit…

Weltweit arbeiten Forschung und Industrie an der Kommerzialisierung der Perowskit-Photovoltaik. In den meisten Forschungslaboren stehen lösungsmittelbasierte Herstellungsverfahren im Fokus, da diese vielseitig und einfach anzuwenden sind. Etablierte Photovoltaikfirmen setzen heute jedoch fast ausschließlich auf Vakuumverfahren zur Abscheidung von hochqualitativen Dünnschichten. Ein internationales Konsortium unter der Leitung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des U.S. Department of Energy’s National Renewable Energy Laboratory (NREL, USA) hat diese kritische Diskrepanz zwischen Labor und Industrie analysiert. Sie heben hervor: Industriell erprobte Vakuumverfahren könnten…

Nachwuchs-Forschungsgruppe der Friedrich-Schiller-Universität Jena erhält BMBF-Förderung, um die Erzeugung von grünem Wasserstoff per Photokatalyse zu erforschen. Ziel ist es, die Effizienz des Verfahrens signifikant zu erhöhen. Wasserstoff hat ein riesiges Potenzial als Energieträger, vorausgesetzt, er wird mit erneuerbarer Energie erzeugt. Doch wie lässt sich dieser grüne Wasserstoff effizient und in ausreichender Menge herstellen? Zu dieser Frage forscht die Gruppe um Dr. Jacob Schneidewind am Center for Energy and Environmental Chemistry der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Das Projekt SINATRA: SolSTEP – Zwei-Schritt-Photokatalysatoren für…

Für die Leistungselektronik in Elektroautos oder in der Photovoltaik werden hochreine Halbleiterkristalle benötigt. Industrielle Relevanz besitzen derartige Kristalle ab einem Durchmesser von 2 Zoll. Forschende aus Japan und Deutschland haben jetzt eine Methode entwickelt, um solche Kristalle ohne Tiegel mit einem laserbasierten Prozess herzustellen. Das Team des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT in Aachen hat dafür eine prozess-optimierte Hochleistungsoptik entwickelt, die zusammen mit einem 20 kW-Laser eingesetzt wird. Die Vorteile des Laser-Diode-Floating-Zone-(LDFZ)-Verfahrens In der modernen Elektrotechnik müssen relativ große Leistungen schnell…

Bayreuther Forschende vereinen Hydrogele und Fasern in neuem Verfahren. Prof. Dr. Leonid Ionov und sein Team der Universität Bayreuth haben eine neuartige 3D-Drucktechnologie entwickelt, die Hydrogele und Fasern kombiniert. Das innovative Verfahren, erstmals in einem Gerät vereint, ermöglicht die Herstellung von Geweben mit faserigen Strukturen und einachsiger Zellenausrichtung. Die Forschungsergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Advanced Healthcare Materials“, bergen Potenzial für die künstliche Herstellung von biologischem Gewebe. What for? Die Biofabrikation, ein Spezialgebiet der Medizintechnik, die sich mit der Herstellung biologisch…

Forschende nutzen lichtreaktive Moleküle, um den Säuregrad einer Flüssigkeit zu beeinflussen und so CO2 abzuscheiden. Damit die lichtreaktiven Moleküle über längere Zeit stabil bleiben, haben die Forschenden eine spezielle Mischung verschiedener Lösungsmittel entwickelt. Herkömmliche Technologien zur CO2-​Abscheidung arbeiten mit Temperatur-​ oder Druckunterschieden und benötigen viel Energie. Dies entfällt beim neuen lichtbasierten Verfahren. Um die Erderwärmung zu bremsen, müssen wir die Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren, unter anderem müssen wir auf fossile Energieträger verzichten und energieeffizientere Technologien einsetzen. Die Reduktion der Emissionen allein…

Informatiker und Mediziner entwickeln neues Verfahren zur Erkennung genetischer Veränderungen. Therapeutische Entscheidungen bei Leukämie-Patienten basieren unter anderem auf einer Reihe bestimmter genetischer Merkmale der Erkrankung. Informatiker und Mediziner der Universität Münster haben nun eine Studie veröffentlicht, in der mittels eines KI-Verfahrens genetische Merkmale aus hochauflösenden mikroskopischen Aufnahmen von Knochenmarkausstrichen vorhergesagt werden können. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Blood Advances“ veröffentlicht. Therapeutische Entscheidungen bei Patienten mit Akuter Myeloischer Leukämie (AML) – einer sehr aggressiven Form des Blutkrebses – basieren unter…

Ein zweites Leben für Kleidungsstücke: Forscher*innen entwickeln neue Verfahren zur automatisierten Sortierung von Altkleidern und Textilabfällen. Das Förderband beschleunigt stark. Ein breiter Lichtstreifen fällt auf eine weiße Bluse bevor sie in einen Korb fällt. Ein gelber Pullover rollt an, wird gescannt, dann eine blaue Jeans und ein roter Mantel. Fotos der gescannten Kleidungsstücken erscheinen auf einem Bildschirm sowie Informationen über den Produkttyp, Farbe und Zielgruppe. Der schwarze Textilscanner, entwickelt von einem Forscher*innenteam von TU Berlin, FU Berlin und der Firma…

Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Technischen Universität Dresden (TUD) hat den Mechanismus der Wasseradsorption in bestimmten mikroporösen Materialien – sogenannten hierarchischen metallorganischen Gerüsten (MOFs) – auf atomarer Ebene untersucht und entschlüsselt. Vor etwa 25 Jahren entdeckt, haben die besonderen Eigenschaften dieser Verbindungen ihnen schnell den Ruf von „Wundermaterialien“ eingebracht. Wie sich herausstellte, können MOFs sogar Wasser aus der Luft aufnehmen. In der Zeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.3c10974) beschreiben die Forschenden, wie das Material dies…

Neues Verfahren macht Roheisenherstellung nachhaltiger. Mehrere hundert Millionen Tonnen CO2 pro Jahr in der weltweiten Stahlproduktion einsparen – das wollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Industriepartner SMS group mit einem neuen Verfahren vorantreiben. Dieses basiert auf der Modernisierung bestehender Hochofentechnologie mit moderaten Investitionen und wurde bereits erfolgreich in einer Pilotanlage demonstriert. Die Forschenden berichten in der Fachzeitschrift Energy Advances. (DOI: https://doi.org/10.1039/D3YA00227F) Rund acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen gehen auf das Konto der Stahlindustrie. „Das muss sich…

Neuartige Technologie zur Wasserreinigung – Projekt HyKaPro startet. Forschende des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) wollen mit ihrem neuen Projekt den Nachweis erbringen, dass sich eine von ihnen entwickelte innovative Methode zur Aufbereitung industrieller Abwässer in den technischen Maßstab überführen lässt. Als Namensgeber stand die sogenannte hydrodynamische Kavitation (HyKaPro) Pate: Das Verfahren, entwickelt im CLEWATEC Innovation Lab des HZDR, setzt auf ein innovatives Oxidationsverfahren zur Wasserbehandlung, das Mikroschadstoffe effektiv abbauen kann. Kläranlagen sind für die Beseitigung von Schadstoffen im Wasser entscheidend. Allein…