RoboCut kann auch Herzen schnitzen. (Bilder: The Computational Robotics Lab)
Wie berechnet man die koordinierten Bewegungen von zwei Roboterarmen, die ein hochflexibles Werkzeug präzise führen sollen? ETH-Forschende haben dafür alle Aspekte der Optimierungsrechnungen in einen Algorithmus integriert. Mit dem Heissdrahtschneider werden unter anderem Bausteine für ein mörtelfreies Bauwerk entwickelt. Weiterlesen
Schematische Abbildung eines Edelmetallkatalysators mit inaktiven Einzelatomen (links) und aktiven Clustern (rechts; Edelmetall: weiß; Trägermetall: gelb; Sauerstoff: rot). (Grafik: Florian Maurer, KIT).
Katalysatoren aus Edelmetallen werden weltweit milliardenfach eingesetzt, etwa bei der Herstellung von Chemikalien, zur Energieerzeugung und zur Aufreinigung der Luft. Die dafür benötigten Rohstoffe sind jedoch teuer und ihre Vorkommen begrenzt. Sie optimal zu nutzen, ist das Ziel von Katalysatoren, die auf einzelnen Metallatomen basieren. Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) konnte nun zeigen, dass sich Edelmetallatome unter bestimmten Bedingungen zu Clustern zusammenschließen können, die reaktionsfreudiger sind als Einzelatome und so Abgase noch besser entfernen können. Weiterlesen
Poröse Flüssigkeiten als Membran: Mit diesem Verfahren könnten sich in der Kunststoffindustrie enorme Mengen Energie und damit CO2 einsparen lassen. (Foto: Alexander Knebel, KIT)
Ein Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat gemeinsam mit Partnern „poröse Flüssigkeiten“ entwickelt: In einem Lösemittel schweben – fein verteilt – Nanoteilchen, die Gasmoleküle verschiedener Größen voneinander trennen. Denn die Teilchen besitzen leere Poren, durch deren Öffnungen nur Moleküle einer bestimmten Größe eindringen können. Die porösen Flüssigkeiten lassen sich direkt einsetzen oder zu Membranen verarbeiten, die Propen als Ausgangsstoff für den weit verbreiteten Kunststoff Polypropylen effizient aus Gasgemischen trennen. Die bislang übliche energieaufwendige Destillation könnte somit ersetzt werden. Weiterlesen
Rastertunnelmikroskop der Forschungsgruppe um Dr. Christian Wagner (PGI-3) am Forschungszentrum Jülich
Copyright: Forschungszentrum Jülich / Christian Wagner
Moleküle sind die Bausteine des Alltags. Die meisten Materialien setzen sich aus ihnen zusammen, vergleichbar mit einem Legomodell, das aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Steinen besteht. Doch während man beim Lego einzelne Steine ganz einfach versetzen oder wegnehmen kann, ist das in der Nanowelt nicht so ohne weiteres möglich. Atome und Moleküle verhalten sich völlig anders als makroskopische Gegenstände und jeder Baustein braucht seine eigene „Bedienungsanleitung“. Jülicher und Berliner Wissenschaftler haben jetzt eine künstliche Intelligenz entwickelt, die selbstständig lernt, wie sie einzelne Moleküle mittels eines Rastertunnelmikroskops greifen und bewegen kann. Die Methode ist nicht nur die für die Forschung, sondern auch für neuartige Fertigungstechnologien wie den molekularen 3D-Druck relevant. Weiterlesen
© Copyright: Shiqi Fang/Arbeitsgruppe Professor Dirk Bähre
Mikroskopaufnahme: Beispiel einer mikrostrukturierten Schleifoberfläche
Pyramiden und Würfel in Reih und Glied oder strahlenförmig angeordnete Noppen: Kleinste Strukturen in Haaresbreite machen neuartige Schleifwerkzeuge aus hartem Metall sehr präzise. Der Fertigungstechniker Professor Dirk Bähre und sein Team formen mit dem Laser speziell strukturierte Schleifoberflächen im Mikrometermaßstab. Die Spezial-Schleifwerkzeuge lassen sich mit elektrochemischem Abtragen auf Maß und in großer Zahl günstig herstellen. Die DFG fördert diese Forschung. Weiterlesen
Mineralisierte Calcit-Schalen einzelliger Algen (Skalierung: 5 μm); Detailansicht: nano-poröse Struktur der Algenzellwand (1 μm)
© Anne Jantschke
In den letzten Jahren sind Metallhalogenid-Perowskite als vielversprechende Materialien für eine neue Generation technologischer Anwendungen entdeckt worden. Das Potenzial wurde bereits in verschiedenen Bereichen der Optoelektronik, wie zum Beispiel der Photovoltaik, der Lasertechnik und der Photo-Elektrolyse sowie für Energiespeicherung und Katalyse eingesetzt. Diese Anwendungen erfordern eine präzise Kontrolle der Größe, Form, Zusammensetzung und kristallographischen Eigenschaften des Materials. Weiterlesen
© Fraunhofer IPK
Benutzeroberfläche der App.
In der Bildverarbeitung werden Methoden der KI seit langem erfolgreich eingesetzt. Neuronale Netze erkennen Objekte des alltäglichen Lebens mit einer höheren Genauigkeit wieder als der Mensch. Forscherteams des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK nutzen diese Fähigkeiten und passen die Algorithmen für Industrieanwendungen an: Per App lassen sich beispielsweise einzelne Bauteile ohne Barcode innerhalb von Sekunden eindeutig identifizieren. Insbesondere Logistikunternehmen profitieren von dem Potenzial der Neuronalen Netze und können Prozesse beim Wareneingang beschleunigen. Weiterlesen
© iStock
Für den Treibstoff nutzen die Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer UMSICHT Bioethanol aus Weizenstroh.
Die Verbrennung herkömmlicher Kraftstoffe trägt zu einem großen Teil des globalen CO2-Ausstoßes bei. Besonders in der Kritik stehen Kreuzfahrt- und Containerschiffe, die mit ihren schmutzigen Abgasen und gesundheitsschädlichen Treibstoffen die Umwelt stark belasten. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT forschen an alternativen klimafreundlichen Kraftstoffen. Sie stellen Biotreibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen her, der zu Benzin, Diesel oder sogar Kerosin für Flugzeuge werden kann. Der synthetische Kraftstoff reduziert die Treibhausgas-Emissionen um bis zu 30 Prozent im Vergleich zu fossilem Sprit und verringert zudem Ruß-Emissionen. Weiterlesen
Schematische Darstellung eines Sandwich-Komplexes mit einem aus verschiedenen Elementen zusammengesetzten unteren Ring (Grafik: KIT)
Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Arbeit an Sandwich-Komplexen von Professor Peter Roesky über ein Reinhart Koselleck-Projekt
Seltene Erden sind durch ihre besonderen Eigenschaften Bestandteil vieler Hightech-Produkte. An neuen Möglichkeiten für den Einsatz der Elemente arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Das Team stellt sogenannte Sandwich-Komplexe mit Seltenen Erden her, welche perspektivisch als neuartige molekulare Materialien für leistungsfähigere Speichermedien oder Displays dienen könnten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die wegbereitende Studie mit 500.000 Euro als Reinhart Koselleck-Projekt. Weiterlesen
Gemeinsam mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn entwickelt das ILK eine neue vorwettbewerbliche Technologie für schädigungsarme, kraftflussgerechte FKV/Metall-Verbindungen.
© TUD/ILK
Gemeinsam mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn entwickelt das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der Technischen Universität Dresden eine neue vorwettbewerbliche Technologie für schädigungsarme, kraftflussgerechte FKV/Metall-Verbindungen auf Basis etablierter punktueller Fügeverfahren wie Widerstandspunktschweißen (WPS) oder Clinchen. Weiterlesen
