Dr. Diana Freudendahl, Dr. Ramona Langner, Jürgen Kohlhoff, Stefan Reschke

Begrenzte Vorräte und steigende Preise des Rohöls führen zusammen mit internationalen Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels zu einem steten Substitutionsdruck nicht nur bei fossilien Kraftstoffen, sondern auch in den Bereichen Basischemikalien und Kunststoffe. Der in den letzten Jahren stetig wachsende Markt für Biokunststoffe, also solche auf der Basis nichtfossiler Rohstoffe, ist daher von großem Interesse. Ein stark wachsendes Segment in diesem Bereich sind die Polyhydroxyalkanoate (PHA), die nach Stärkeblends, Celluloseestern und Polylaktiden die derzeit viertgrößte Gruppe der Biokunststoffe stellen. Sie erzielen zweistellige prozentuale Zuwachsraten und haben eine geschätzte Produktionskapazität von bis zu 130.000 t/Jahr. PHA sind bakteriell hergestellte Polyesteraus gesättigten und ungesättigten Hydroxyalkansäuren mit thermoplastischen Eigenschaften, die nicht-toxisch und zu 100% bioabbaubar sind. Klassische  Anwendungsbereiche sind Fasern, Hygieneartikel und Verpackungen. Ihre Biokompatibilität prädestiniert PHA-Werkstoffe zudem als Träger von Geschmacksstoffen in Lebensmitteln und zur Verwendung im medizinischen Bereich, z. B. als resorbierbare Gefäßimplantate, chirurgische Nahtfäden und Mikrokapseln. Weiterlesen Biokunststoffe aus Polyhydroxyalkanoaten »

Dr. Ramona Langner, Jürgen Kohlhoff, Stefan Reschke

Ein großer Teil der Energiekosten moderner Haushalte, aber auch industrieller Anwendungen, resultiert aus dem hohen Energieverbrauch konventioneller Kühlsysteme, die auf Basis der Kompression von Gasen arbeiten. Eine weitere Effizienzsteigerung ist in diesen Systemen nur noch schwierig zu bewerkstelligen, so dass alternative Kühlmöglichkeiten erforscht werden, die eine erhebliche Reduzierung der benötigten Energie erwarten lassen. Eine besonders vielversprechende Technologie in diesem Zusammenhang ist die der Magnetischen Kühlung, die bis heute vor allem für Forschungszwecke in der Tieftemperaturphysik eingesetzt wird. Weiterlesen Magnetische Kühlung »

Einleitung

Metamaterialien werden aus gewöhnlichen Werkstoffen wie Metalle oder Polymere hergestellt, bieten jedoch gänzlich neue Möglichkeiten die elastische oder elektromagnetische Wellenausbreitung zu beeinflussen. Das Erfolgsrezept ist die künstliche Anordnung der Grundwerkstoffe in funktionelle Baugruppen, die auf sub-Wellenlängenskala zu effektiven  Materialien zusammengesetzt werden. Weiterlesen Fertigung von mechanischen Metamaterialien mittels Dip-in Laserlithographie »

Werkstofftrends 4-2010 – Bibliometrie

Werkstofftrends 6-2010 – Methoden für die Multiskalensimulaton

Mineralogen und Materialwissenschaftler des KIT fördern den effi zienten und ressourcenschonendenEinsatz des einheimischen Rohstoffs

Deutschland gilt als rohstoffarm, doch es gehört zu den weltweit bedeutendsten Förderländern von Ton. Der einheimische Rohstoff ist für zahlreiche Industrieprodukte unverzichtbar: ob bei der Herstellung von Zement, Autoreifen oder Zahncreme. Weiterlesen Schneller und wirtschaftlicher – mit dem richtigen Ton »

Quelle: Uwe Bellhäuser

Die kleinen gelben Haftnotiz-Zettel sind gängige Begleiter im Büroalltag; sie kleben besonders gut auf glatten Oberlächen wie Fenstern, Spiegeln oder Bildschirmen.

Geckos, Insekten und Spinnen können es noch besser: sie kleben und laufen an Wänden und Decken. Härchen an ihren Füßen lassen die Tiere nicht nur auf Glas und glatten Flächen kopfüber „kleben“. Weil die Härchen sich immer feiner verzweigen, gehen Geckos auch auf Raufaser die Wand hoch. Am INM-Leibniz-Institut für Neue Materialien bilden die Wissenschaftler nun solche „hierarchischen“ Strukturen künstlich nach. Sie wollen damit das Haften speziell auf rauen Oberß ächen weiter untersuchen. Weiterlesen Haften auf rauen Oberflächen »

Jürgen Kohlhoff, Stefan Reschke, Dr. Matthias Grüne

Piezoelektrische Keramiken zeichnen sich durch ihre technisch hochinteressante Kopplung zwischen elektrischen und mechanischen Größen aus. Auf Druck reagieren sie mit dem Aufbau einer elektrischen Spannung bis in den Bereich von 10 kV, mit dem Anlegen einer elektrischen Spannung zeigen sie eine mechanische Auslenkung im Bereich weniger Promille. Dabei entwickeln sie technisch nutzbare Kräfte. Sie haben sich in den letzten15 Jahren zu einem kommerziell sehr erfolgreichen Nischenwerkstoff entwickelt. Ihre Haupteinsatzgebiete liegen in Aktorik, Sensorik und Signalwandlung. Dabei reicht das Anwendungsspektrum von nanometergenauen Präzisionsstellmotoren und efÞ zienten Hochdruckeinspritzsystemen für Kraftstoffe über ultrapräzise und -empfindliche Drucksensoren, alternative Energiegewinnung oder aktive Schwingungsdämpfung bis hin zu Frequenzfiltern oder Schallwandlern z.B. im Bereich Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik oder in der medizinischen Bildgebung. Weiterlesen Bleifreie piezoelektrische Keramiken »

Stefan Reschke, Dr. Matthias Grüne, Jürgen Kohlhoff

Unter dem Begriff ß üssigkristalline Elastomere (Liquid Crystalline Elastomers, LCEs) versteht man eine recht junge Werkstoffklasse, die vielfältige technische Anwendungen als Funktionswerkstoff für Aktoren und Sensoren erwarten lässt und für einige bereits intensiv untersucht wird. Dabei reicht ihr derzeitig voraussehbares Anwendungsspektrum von mikromechanischen Systemen über künstliche Muskeln und andere Antriebssysteme bis hin zu weichen Kontaktlinsen oder intelligenten aktiven Oberß ächen. Von besonderem Interesse sind LCEs, die ihre Form durch die Einwirkung einer Temperaturänderung, eines elektrischen Feldes oder von Licht als  Steuersignal reversibel ändern und damit einen technisch nutzbaren Formgedächtniseffekt zeigen können. Weiterlesen Flüssigkristalline Elastomere »

Jürgen Kohlhoff, Stefan Reschke, Dr. Matthias Grüne

Unter Supraleitung versteht man das physikalische Phänomen, dass bestimmte Materialien unterhalb einer für sie typischen Temperatur (so genannte Sprungtemperatur oder auch kritische Temperatur) ihren elektrischen Widerstand vollständig verlieren und ideale Leiter werden. Ab Ende der 1980er Jahre kam es zu einem regelrechten Hype um die damals entdeckten Hochtemperatursupraleiter (HTSL) auf Kupferoxidbasis. Die anfängliche Euphorie mit der Aussicht auf Materialien mit immer höheren Sprungtemperaturen ist inzwischen einer gewissen Ernüchterung gewichen. Weiterlesen Eisenbasierte Hochtemperatursupraleiter »