Kategorie: Forschung

Einfache organische Moleküle bilden komplexe Materialien durch Selbstorganisation

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Das neue Verfahren bildet aus einfachen organischen Molekülen eine komplexe, halbreguläre 3.4.6.4 Parkettierung. (Bild: Klappenberger und Zhang / TUM)

Ein internationales Forscherteam unter Führung der Technischen Universität München (TUM) hat einen Reaktionsweg entdeckt, der exotische Schichten mit halbregulärer Struktur erzeugt. Solche Materialien sind interessant, weil sie häufig außerordentliche Eigenschaften besitzen. Bei dem Verfahren verbinden sich einfachere organische Moleküle zu größeren Bausteinen, die dann komplexe, halbreguläre Muster erzeugen. Weiterlesen

Ein Schritt in die Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen

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© Foto Fraunhofer IFAM
Lignin ist eine echte Alternative zu fossilen Rohstoffen bei der Herstellung von Grundierungen oder Klebstoffen.

Die Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen wird wohl nicht durch die eine große Entdeckung geschehen, sondern sich schrittweise vollziehen. Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen ist es gelungen, einen weiteren Schritt in diese Richtung zugehen. Auf Basis von Lignin, das zum Beispiel aus Pflanzenresten gewonnen werden kann, stellen die Wissenschaftler eine Grundierung für Lacke her, die ohne petrochemische Rohstoffe auskommt und dadurch eine deutlich verbesserte CO2-Bilanz aufweist. Weiterlesen

Biofilme als Bauarbeiter

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Rotalgen bewegen sich zum Licht hin und scheiden dabei Ketten aus Zuckermolekülen aus. Durch zeitlich veränderliche Lichtmuster gewinnen die Forscher und Forscherinnen aus diesen langen, feinen Polymerfäden maßgeschneiderte Schablonen, die sie für Funktionskeramiken verwenden. (Foto: v. Opdenbosch/TUM)

Wegen möglicher Gefahren für Mensch oder Material werden Biofilme meist als Problem bekämpft. Doch verfügen diese Gemeinschaften von Algen, Pilzen oder Bakterien über wissenschaftlich und technisch interessante Eigenschaften. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) beschreibt Verfahren aus der Biologie, die Biofilme als Bauarbeiter von Strukturschablonen für neue Werkstoffe einsetzen, welche die Eigenschaften natürlicher Materialien besitzen. Dies war bislang nur eingeschränkt möglich.

Ob Holz, Knochen, Perlmutt, oder Zähne – über Jahrmillionen sind solche Materialien durch die Evolution nach dem Prinzip angepasster Stabilität bei möglichst geringem Gewicht optimiert worden. Für viele technologische Entwicklungen lieferte die Natur die Blaupause. Beispiele dafür sind Flugzeugflügel, der Klettverschluss oder die Oberflächenversiegelung per Lotuseffekt. Doch erreichen die Nachbauten nicht die strukturelle Komplexität des natürlichen Originals. Weiterlesen

Chrom-VI-freies Verfahren zum Galvanisieren von ABS-Oberflächen

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Nicht-toxische, umweltfreundliche und gut überführbare Alternative zu konventionellen Verfahren erfolgreich im Labormaßstab erprobt

Wissenschaftler um Dr. Dieter Lehmann aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF) haben ein Verfahren zum Galvanisieren von ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)-Kunststoffen entwickelt, das auf den Einsatz von Chromschwefelsäure, d.h. auf gefährliche Chrom-VI-Verbindungen, verzichtet und auch keine anderen Beizverfahren nötig macht. Das im Labormaßstab erfolgreich getestete und zum Patent angemeldete Verfahren ist somit eine umweltfreundliche Alternative zum etablierten galvanischen Beschichtungsverfahren und lässt sich relativ leicht in existierende Produktionslinien integrieren. Weiterlesen

Stickoxide: Neuartiger Katalysator soll Abgase ohne Zusätze reinigen

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Aufbau des neuartigen Katalysators
Copyright: Forschungszentrum Jülich / J. Dornseiffer

Jülicher Forscher entwickeln gemeinsam mit der RWTH Aachen und der Industrie eine neue Technologie zur effizienten NOx-Reduzierung aus Dieselabgasen

Die Stickoxid-Werte von Dieselfahrzeugen sorgen seit einiger Zeit für Diskussionen. Selbst Katalysatoren, die diese gesundheitsschädlichen Schadstoffe mithilfe von Zusätzen wie etwa Harnstoff in Stickstoff zurückverwandeln, wirken erst ab einer Abgastemperatur von 150 Grad Celsius, die unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise im Stadtverkehr, besonders bei Nutzfahrzeugen oftmals nicht erreicht werden. Um die Situation zu verbessern, arbeiten Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich gemeinsam mit der RWTH Aachen und den Industriepartnern Ford, Deutz, Sasol, FEV, Umicore sowie Clariant im Projekt DeNOx an einem neuartigen Katalysatortyp, der Stickoxide (NOx) nahezu vollständig und ohne Zusätze aus den Abgasen von Verbrennungsmotoren entfernt. Weiterlesen

Hochleistungs-Sandwichverbunde einstufig herstellen

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Abbildung 1. Hochleistungs-Sandwichverbunde mit Polymerkern und Decklagen aus
textilen Halbzeugen (links, mittig), zusätzlich integrierter unkaschierter Papierwabe
(mittig) im Vergleich zu Strukturen mit Decklagen aus geschnittenen Langfasern
(rechts), hergestellt im Polyurethan-Sprühverfahren. Bildnachweis: TUD/ILK

Die Leichtform GmbH aus Bernsdorf (Sachsen) entwickelt in enger Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) unter der Leitung von Prof. Maik Gude ein effizientes Fertigungsverfahren zur Herstellung von Hochleistungs-Sandwichstruktur en für den hybriden Leichtbau. Weiterlesen

Exotische Inseln für magnetische Festplatten

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Inseln der Stabilität
© MPI für Mikrostrukturphysik

Antiskyrmionen könnten einen Datenspeicher ermöglichen, der schnell, robust und sparsam im Energieverbrauch ist

Big Data ist ein Motor moderner Entwicklungen – in vielen Bereichen der Gesellschaft: Große Datenmengen helfen, die medizinische Versorgung zu verbessern, sie könnten die Industrieproduktion effizienter machen, und auf vielen Gebieten der Wissenschaft geht heute schon nichts mehr ohne sie. Voraussetzung dafür ist, dass sich Information in Form von Datenbits auf immer leistungsfähigeren magnetischen Festplattenlaufwerken speichern lässt. Eine Entdeckung von Wissenschaftlern der Max-Planck-Institute für Mikrostrukturphysik in Dresden und für chemische Physik fester Stoffe in Halle könnte helfen, Festplatten robuster, schneller und sparsamer im Energieverbrauch zu machen. Denn die Forscher haben in einem neuartigen Material einen bislang unbekannten Typ magnetischer Nano-Objekte entdeckt: das Antiskyrmion, das als magnetisches Bit in naher Zukunft einen Racetrack-Speicher – ein Festplattenlaufwerk ohne bewegliche Teile – Realität werden lassen könnte. Weiterlesen

Assistenzsysteme für die Blechumformung

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Das Werkzeugmaschinenlabor hat innerhalb der Forschungsinitiative „Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum“ einen portablen Demonstrator entwickelt, der die Vision von Industrie 4.0 für die mittelständische Blechumformung greifbar macht. Der Material Scanner (MatS) demonstriert am Beispiel des Feinschneidens, wie durch Verschmelzung der Fertigungs- und Informationstechnik implizites Prozesswissen sichtbar gemacht und zur optimierten Prozessführung genutzt werden kann.

Der Demonstrator besteht aus insgesamt drei Bausteinen: einem Prüfstand zur Simulation feinschneidtypischer Phänomene (a), einer Grafikprozessor-basierten Recheneinheit zur zentralen Verarbeitung von Messdaten (b) und einer drahtlosen grafischen Benutzeroberfläche zur dezentralen Visualisierung von Messdaten (c). Weiterlesen

Forscher geben Werkzeugmaschinen einen Tastsinn

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© Foto Fraunhofer IWU
SensoTool ist ein »taktiles« Werkzeug. Es registriert Prozessgrößen dort, wo sie auftreten – direkt an den Wendeschneidplatten des Fräskopfes.

Millionen feiner Rezeptoren pro Quadratzentimeter Haut machen diese zum perfekten Sensor. Ständig nimmt sie Informationen über die Oberflächenbeschaffenheit, die Temperatur oder den Druck auf und befähigt uns damit zu filigranen Arbeiten. Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU ist es jetzt gelungen, auch spanenden Werkzeugmaschinen einen Tastsinn zu verleihen, um sie effizienter und genauer arbeiten zu lassen. Ihre Innovation, das taktile Werkzeug SensoTool, stellen sie am 17. August beim ersten »Produktionstechnischen Gespräch Dresden« vor. Weiterlesen

Forscher erfassen nur mit Webkamera die Bewegungen einer Person als 3-D-Modell

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Immer mehr Anwendungen erfordern es, eine Person und ihre Bewegungen als digitales 3-D-Modell in Echtzeit zu erfassen: Angefangen bei virtuellen Figuren in Computerspielen, über die Bewegungsanalyse im Sport bis hin zu Untersuchungen in der Medizin. Bisher war dies nur mit teuren Kamera-Systemen möglich. Informatiker des Max-Planck-Instituts für Informatik haben nun ein System entwickelt, das lediglich eine Web-Kamera voraussetzt. Es kann sogar die 3D-Pose aus einem vorab aufgenommenen Video berechnen, das beispielsweise von der Online-Plattform YouTube stammt. Damit sind völlig neue Anwendungen möglich, unter anderem auch die Bewegungsanalyse per Smartphone. Weiterlesen