Kategorie: Forschung

Satellitenkommunikation der Zukunft

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© Foto Fraunhofer IIS Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« des Fraunhofer IIS werden die entwickelten Nachführalgorithmen der KASYMOSA-Antenne bei unterschiedlichen Bewegungsprofilen überprüft.

© Foto Fraunhofer IIS
Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« des Fraunhofer IIS werden die entwickelten Nachführalgorithmen der KASYMOSA-Antenne bei unterschiedlichen Bewegungsprofilen überprüft.

In Katastrophenfällen kommunizieren Rettungskräfte in der Regel über Satellit, wenn Telefon und Mobilfunk ausgefallen sind. Doch das hat Nachteile: Sind die Datenleitungen überlastet, bricht die Verbindung ab. Zudem gibt es bislang kaum Systeme für sich bewegende Fahrzeuge. Fraunhofer-Forscher haben ein neues Antennensystem entwickelt, das Daten via Satellit mit hoher Bandbreite zuverlässig überträgt und für den mobilen Einsatz geeignet ist. Weiterlesen

Umweltfreundlicher Autolack aus Maisstärke soll Kratzer von selbst reparieren

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Oberflächliche Mikrokratzer im Autolack sind harmlos, aber verschandeln die glänzende und makellose Oberfläche von Luxuskarossen. Ein neuer Lack von Saarbrücker Forschern soll nun Abhilfe schaffen: Aus Maisstärke gefertigt ist der Autolack in der Lage, wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle kleine Kratzer selbst zu reparieren. Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer auffüllt und diese wieder verschwinden. Mit finanzieller Unterstützung des Bundes soll der umweltfreundliche, selbstheilende Lack jetzt für die spätere industrielle Anwendung untersucht werden. Weiterlesen

Benetzung von Oberflächen – Den Ursachen der polaren Hydrophobie auf der Spur

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Die Frage, ob eine Flüssigkeit auf einer Oberfläche abprallt oder anhaftet, spielt in fast allen Industriebranchen eine Rolle. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und ExxonMobil Research & Engineering in New Jersey haben nun eine Multiskalensimulationsmethode zur Vorhersage des Benetzungsverhaltens von Flüssigkeiten auf Oberflächen entwickelt. In einer aktuellen Ausgabe des Journal of the American Chemical Society wendet das Forscherteam diese Methodik auf das bisher unverstandene Phänomen der polaren Hydrophobie von polaren fluorierten Kohlenstoffoberflächen an. Weiterlesen

Faltenfreie Keramik aus dem 3D-Drucker

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Mit ihrem neuen 3D-Pulverdruck-Verfahren können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) feine Keramikstrukturen ohne scharfe Kanten und Poren herstellen. Die so hergestellten Keramikstrukturen weisen eine höhere Stabilität aus als mit vergleichbaren additiven Methoden hergestellte Strukturen: Fehlende Kanten verringern den Bruch und nicht vorhandene Poren erhöhen die Dichte des Bauteils. Das Verfahren ist industriefähig. Es ist einfach, schnell, preiswert und nutzt ungefährliche Ausgangsstoffe aus der Kosmetikindustrie. Weiterlesen

Hannover Messe: Flockige Nanopartikel schützen verlässlich vor Rost

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Für Architektur, Brücken- und Schiffsbau werden große Mengen Stahl verbaut. Solche Konstruktionen sollen langlebig sein. Sie dürfen auch im Laufe vieler Jahre nicht an Festigkeit und Sicherheit verlieren. Dafür müssen verwendete Stahlplatten und –träger dauerhaft und großflächig vor dem Verrosten geschützt werden. Vor allem Luftsauerstoff und Wasserdampf sowie Salze greifen den Stahl an. Um das Eindringen der rostfördernden Stoffe zu verhindern, werden heute verschiedene Techniken genutzt. Eine gängige Methode ist der Rostschutz mit Zinkphosphat-Beschichtungen. Nun haben Forscher des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien spezielle Zinkphosphat-Nanopartikel entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen, kugelförmigen Zinkphosphat-Nanopartikeln, sind die neuen Nanopartikel flockig. Sie sind zehnmal so lang wie dick. Diese Vorzugsrichtung verlangsamt das Vordringen der Gasmoleküle zum Metall. Weiterlesen

Hannover Messe: Neue Hybrid-Tinten ermöglichen gedruckte, flexible Elektronik ohne Sintern

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Quelle: INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Quelle: INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Forscher am INM haben die Vorteile von organischen und anorganischen elektronischen Materialien in neuen Hybrid-Tinten vereinigt. Damit lassen sich Schaltkreise direkt aus dem Füller auf Papier auftragen.

Die Elektronik von morgen ist gedruckt. Biegsame Schaltkreise auf Folien oder Papier können günstig durch Druckverfahren hergestellt werden und erlauben futuristische Designs mit gekrümmten Leucht- oder Eingabeelementen. Das erfordert druckbare elektronische Materialien, die während der Verarbeitung keinen Schaden nehmen und deren Leitfähigkeit trotz gebogener Oberflächen während des Einsatzes hoch bleibt. Weiterlesen

Hannover Messe: Leuchtende Nanopartikel für Fälschungssicherheit bei hohen Temperaturen

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Forscher des INM haben Leuchtpartikel entwickelt, die als Plagiatschutz bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können. Mit UV-Licht oder Röntgenstrahlung angeregt leuchten die farblosen Nanopartikel Orange-Rot.

Die kleinen UV-Lampen an den Kassen der Supermärkte kennt jeder: Mit ihnen wird überprüft, ob die „großen Scheine“ echt sind. Dann leuchten bunte Schnipsel im Geldschein auf. Die Leuchtpartikel dazu bestehen aus organischen Verbindungen. Für hohe Temperaturen sind sie nicht geeignet, da sich die Leuchtpartikel dann zersetzen. Bei Gegenständen, die fälschungssicher gemacht werden sollen und hohen Temperaturen ausgesetzt sind, kann man sie deshalb nicht verwenden. Nun haben Forscher des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien Leuchtpartikel entwickelt, die auch hohen Temperaturen standhalten. Mit UV-Licht oder Röntgenstrahlung angeregt leuchten sie Orange-Rot. Weiterlesen

Radar mit Rundumblick

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© Foto Fraunhofer IAF Der komplette Radarscanner: Im unteren silbernen Bereich befindet sich das Radarmodul, oben ist der Spiegel befestigt.

© Foto Fraunhofer IAF
Der komplette Radarscanner: Im unteren silbernen Bereich befindet sich das Radarmodul, oben ist der Spiegel befestigt.

Der Einsatz von Robotern in der Industrie ist nicht mehr wegzudenken. Sicherheits-Laserscanner sichern meist die Gefahrenbereiche ab und schützen Menschen vor Kollisionen. Doch den optischen Sensoren sind Grenzen gesetzt, etwa wenn Kunststoffplatten, Staub oder Rauch die Sicht behindern. Ein neuer Hochfrequenz-Radarscanner von Fraunhofer-Forschern durchdringt diese Hindernisse. Der Clou: Er erfasst die Umgebung im 360-Grad-Radius. Somit zeichnet sich das System für Sicherheitsanwendungen in der Mensch-Maschine-Kollaboration aus. Weiterlesen

PURCELL – ein nachhaltiger Verbundwerkstoff aus reiner Cellulose

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PURCELL-Verbundplatte (Querschnitt), aufgebaut aus 4 Gewebelagen © ITCF Denkendorf

PURCELL-Verbundplatte (Querschnitt), aufgebaut aus 4 Gewebelagen
© ITCF Denkendorf

Ein Biopolymer soll etablierte GFK-Bauteile ersetzen

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) werden zu beträchtlichen Mengen in vielen Konstruktionen und Bauteilen verwendet. Doch obwohl mittlerweile jährlich ca. 250.000t GFK end-of-life-Abfälle anfallen, wurde bisher keine brauchbare Lösung gefunden, die ein echtes Recycling von GFK ermöglicht. Das einzige technisch umsetzbare Konzept ist z. Zt. eine thermische Verwertung und das Verwenden des bei der Pyrolyse verbleibenden Glasfaserabfalles als Zementadditiv. Von einem Recycling im eigentlichen Sinne kann hier
definitiv nicht gesprochen werden.
Die Dringlichkeit des Recyclingproblems wird durch die gesetzlichen Vorgaben forciert, die die Hersteller zur Rücknahme Ihrer Produkte verpflichten. Weiterlesen

Stoßdämpfend wie eine Pomelo, hart und stichfest wie Macadamia-Nüsse

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Die Schalen der Früchte inspirieren zur Entwicklung neuer Materialien

Das Material, auf das die Werkstoffwissenschaftler Claudia Fleck und Paul Schüler immer wieder Druck ausüben, gibt diesem nach und nimmt dabei effizient die übertragene Energie auf. Es ist aus einer Aluminiumlegierung, extrem leicht und weist eine offenporige Schaumstruktur auf. Dieser sogenannte bio-inspirierte Metallschaum ist der Schale der Zitrusfrucht Pomelo nachempfunden und das Ergebnis eines gemeinsamen Forschungsprojektes der TU Berlin, RWTH Aachen und der Universität Freiburg. Pomelos, diese größten und schwersten Zitrusfrüchte der Welt, überstehen einen Sturz aus zehn Metern Höhe auf einen harten Betonboden und absorbieren beim Aufprall bis über 90 Prozent der kinetischen Energie. Ihre zwei bis drei Zentimeter dicke, extrem stoßdämpfende Schale sorgt für dieses Wunder. Wie aber ist dieses Wunder möglich? Weiterlesen