Smarte Muskeln und Nerven aus leichtem Kunststoff machen Roboter der Zukunft gefühlvoll

© Oliver DietzeJuniorprofessor Gianluca Rizzello mit „dielektrischen Elastomeren“. Aus diesem Verbundwerkstoff erschaffen die Saarbrücker Forscherinnen und Forscher künstliche Muskeln und Nerven von flexiblen Roboterarmen

© Oliver Dietze Juniorprofessor Gianluca Rizzello mit „dielektrischen Elastomeren“. Aus diesem Verbundwerkstoff erschaffen die Saarbrücker Forscherinnen und Forscher künstliche Muskeln und Nerven von flexiblen Roboterarmen

Chirurgische Instrumente, die sich wie feine Oktopus-Arme in alle Richtungen schlängeln oder große, kraftvolle, aber leichte Roboter-Tentakel, die gefahrlos mit Menschen Hand in Hand arbeiten oder ihnen unter die Arme greifen: Mit starken Muskeln und sensiblen Nerven aus intelligentem Kunststoff entsteht eine neue Generation von Roboterarmen. Das Team um die Experten für smarte Materialsysteme Professor Stefan Seelecke und Juniorprofessor Gianluca Rizzello schafft hierfür die Grundlagen.
Weiterlesen

Neue zweidimensionale Polymere

Maßgeschneiderte 2D-Materialien durch Selbstorganisation und Photopolymerisation

Ein internationales Forscherteam, angeführt von Mitgliedern der Technischen Universität München, des Deutschen Museums und der Universität Linköping, hat ein Verfahren entwickelt, um zweidimensionale Polymere mit der Dicke nur einer Moleküllage durch Lichteinwirkung auf einer Graphit-Oberfläche herzustellen. Die Entwicklung ebnet den Weg zu neuen ultradünnen und funktionellen Materialien.

Markus Lackinger transferiert mittels Vakuumgreifer eine Probe in der Ultrahochvakuum-Kammer. Sie enthält alle Einrichtungen zur Herstellung und Analyse von Proben im Vakuum. Bild: Andreas Heddergott / TUM

Markus Lackinger transferiert mittels Vakuumgreifer eine Probe in der Ultrahochvakuum-Kammer. Sie enthält alle Einrichtungen zur Herstellung und Analyse von Proben im Vakuum.
Bild: Andreas Heddergott / TUM

Weiterlesen

Polypropylen-Recycling aus Teppichabfällen

 © ISOPREP Zerkleinerte Teppichabfälle, die anschließend gereinigt und mit ionischem Liquid versetzt werden.

© ISOPREP
Zerkleinerte Teppichabfälle, die anschließend gereinigt und mit ionischem Liquid versetzt werden.

Teppichabfälle bestehen zu einem erheblichen Teil aus erdölbasiertem Polypropylen. Bislang sind sie jedoch nicht recycelbar; sie werden daher verbrannt oder deponiert. Über ein neuartiges Lösungsmittel lässt sich das Polypropylen aus Teppichabfällen in Primärqualität zurückzugewinnen – ohne merkliche Qualitätseinbußen. Auch in punkto Kosten ist das Verfahren des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP und seiner Partner durchaus konkurrenzfähig. Entwickelt wurde es im EU-Projekt »ISOPREP«. Weiterlesen

Enzyme erfolgreich in Kunststoffe einbinden

 © Fraunhofer IAP Herstellung einer biofunktionalisierten Folie im Verarbeitungstechnikum.

© Fraunhofer IAP
Herstellung einer biofunktionalisierten Folie im Verarbeitungstechnikum.

Kunststoffe werden in der Regel bei deutlich über einhundert Grad Celsius verarbeitet, Enzyme dagegen halten diesen hohen Temperaturen üblicherweise nicht stand. Forschenden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP ist es gelungen, diese Gegensätze zusammenzubringen: Sie können Enzyme in Kunststoffe einbauen, ohne dass die Enzyme dabei ihre Aktivität verlieren. Die Potenziale, die sich dadurch ergeben, sind groß. Weiterlesen

Cellulosefasern gegen den Klimawandel

Bild: Cellulosefasern der DITF als Filtermaterial

Bild: Cellulosefasern der DITF als Filtermaterial

Der Schutz des globalen Klimas ist ein Vorhaben, das sowohl die Industrie wie auch die Gesellschaft vor eine große Aufgabe stellt. Allein durch Begrenzung der globalen Emissionen, durch Einsparung von Kohlenstoffdioxid (CO2), werden die Klimaziele nicht zu erreichen sein. Denn auch weiterhin wird es unvermeidbare CO2-Emissionen geben, die dennoch kompensiert werden müssen. Wege aus dieser misslichen Situation können Maßnahmen wie Aufforstung, Kohlenstoffbindung im Boden oder gar das aktive Abtrennen von CO2 aus der Luft sein. Solche sogenannten ‚Direct-Air-Capture-Technologien‘, werden bereits aus verschiedenen Ansätzen heraus im Forschungsmaßstab oder in Pilotanlagen erprobt. In einem dieser Verfahren setzt man spezielle Filter ein, mit denen sich CO2 aus der Atmosphäre entfernen lässt. Die DITF entwickeln im Rahmen eines Forschungsprojektes textile Materialien zur CO2-Abtrennung aus der Luft. CO2 kann auf diesem Wege längerfristig fixiert und damit dem Klimakreislauf dauerhaft entzogen werden. Oder es wird als Rohstoff für die Herstellung von CO2-neutralen Kohlenwasserstoffen genutzt. Weiterlesen

Kontaktlos zu hohen Leistungen

Einem Team um die Physiker Christoph Utschick und Prof. Rudolf Gross von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, eine Spule aus supraleitenden Drähten herzustellen, die Leistungen von mehr als fünf Kilowatt kontaktlos und ohne große Verluste übertragen kann. Vielfältige Anwendungen in autonomen Industrierobotern, Medizingeräten, Fahrzeugen oder sogar Flugzeugen sind damit denkbar.

Einem Team um die Physiker Christoph Utschick und Prof. Dr. Rudolf Gross von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, eine Spule aus supraleitenden Drähten herzustellen, die Leistungen von mehr als fünf Kilowatt kontaktlos und ohne große Verluste übertragen kann. Bild: C. Utschick / Würth Elektronik eiSos

Bild: C. Utschick / Würth Elektronik eiSos

Weiterlesen

Lernfähige Algorithmen ermöglichen schnellere Entwicklung von Produkten im Elektromaschi­nenbau

 © Panthermedia

© Panthermedia

Wissenschaftler der TU Dresden unter Leitung von Prof. Wilfried Hofmann von der Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe haben einen wichtigen Schritt zum Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) im Entwurf von Elektromaschinen getan. Nach 18 Monaten intensiver Forschung entstanden zwei Programme, deren lernfähige Algorithmen den Designprozess elektrischer Motoren effizienter und zukunftsträchtiger gestalten können. Weiterlesen

Grüner Wasserstoff: Transport im Erdgasnetz

Die insgesamt 19 Kanäle in der Kohlenstoff-Membran vergrößern deren Oberfläche und ermöglichen somit einen größeren Stoffdurchsatz.

Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft haben eine Technologie entwickelt, mit der sich Wasserstoff und Erdgas kostengünstig und effizient voneinander trennen lassen. Die Membran-Technologie macht es damit möglich, die beiden Stoffe gemeinsam durch das bundesweite Erdgasnetz zu leiten und am Zielort voneinander zu trennen. Für den Transport und die Verteilung des Energieträgers Wasserstoff ist dies ein großer Fortschritt. Weiterlesen

Pflanzliche Proteine ersetzen erdölbasierte Rohstoffe

 © Fraunhofer IVV Nach der Entölung der Rapssaat verbleiben proteinreiche Reststoffe (Rapsschrot und -presskuchen).

© Fraunhofer IVV Nach der Entölung der Rapssaat verbleiben proteinreiche Reststoffe (Rapsschrot und -presskuchen).

Proteine gehören wie Cellulose, Lignin und Fette zu den nachwachsenden Rohstoffen. Ihr Potenzial für die chemische Industrie wird bisher kaum genutzt. Dies wollen Forscherteams des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV gemeinsam mit Partnern ändern und die vielversprechenden technofunktionellen Eigenschaften pflanzlicher Proteine für industrielle Anwendungen nutzen. Ziel des Projekts TeFuProt: die Abkehr vom Erdöl, hin zu nachwachsenden Rohstoffen. Weiterlesen

Wissenschaftler:innen entwickeln neues Verfahren für den Bau ultraleichter Materialien

Möglichst leicht und zugleich möglichst stabil. Das sind die Anforderungen an moderne Leichtbaustoffe, wie sie im Flugzeugbau und in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Hamburg und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) hat nun ein neues Bauprinzip für künftige Ultraleicht-Materialien entwickelt: Nanometerkleine Metallstreben, die auf separaten Hierarchieebenen ineinander geschachtelte Netzwerke bilden, sorgen für eine erstaunliche Festigkeit. Weiterlesen