"DelftAcopter": vereint Flugzeug und Helikopter (Foto: tudelft.nl)

Delft (pte008/04.10.2016/06:10) –

Forscher der Delft University of Technology http://tudelft.nl haben eine Drohne entwickelt, die Helikopter und Flugzeug miteinander
vereint. Der sogenannte "DelftAcopter" hebt zwar ab wie ein Helikopter,
neigt sich dann aber um 90 Grad und fliegt horizontal wie ein Flugzeug.
Der Hybrid nutzt dazu nur ein einziges Rotorblatt, wodurch er
federleicht ist und große Distanzen zurücklegen kann. Die Drohne ist zum
Beispiel für Such- oder Rettungsaktionen im Meer einsetzbar.

Völlig autonomes Fliegen

Dank GPS, Bewegungssensoren und Computervision-System
ist der DelftAcopter völlig autonom. Das Hightech-Sichtsystem ermöglicht
ihm das Auswählen eines sicheren Landeplatzes. Der Prototyp kann bis zu
100 Kilometer pro Stunde zurücklegen und kommt dank seines elektrischen
Motors bis zu einer Stunde ohne externe Stromquelle aus. Herkömmliche
Quadrocopter wie das Modell DJI’s Phantom 4 schaffen es lediglich bis zu
28 Minuten in der Luft und kommen nicht weiter als 72 Kilometer pro
Stunde.

Der DelftAcopter ist ein Doppeldecker-Flugzeug. Die
doppelten Flügel vermindern den Einfluss des Windes beim Abheben und
Landen. Das einzelne, große Rotorblatt dient als Antrieb und zwei
kleinere Rotoren sorgen für Stabilität. Die Flügelspannweite betragt in
etwa 1,6 Meter. "Unsere Hybrid-Drohne bietet im Vergleich zu
Quadrocoptern mehrere Vorteile", schildert Projektleiter Bart Remes. Der
wichtigste bestehe im Einsparen von Gewicht. "Wir nutzen den gleichen
Propeller für den Schwebeflug wie für den Vorwärtsflug", erklärt Remes.

Ähnlichkeit mit Flugzeug

Zu den weiteren Vorteilen zählt, dass die verbaute
Technologie des Luftfahrzeugs Energie spart und dadurch die Reichweite
erhöht. Da es sich überdies um ein Flugzeug handelt, kann es auch
weitere Distanzen als ein Helikopter zurücklegen. "Wir wollten eine
Hybrid-Drohne entwickeln, die so nah wie möglich an ein Flugzeug
herankommt. Aus diesem Grund haben wir auf zusätzliches Gewicht
verzichtet", resümiert Remes.

Wissenschaftsforum Chemie 2013

Klassische Chemie – immer wieder überraschend

Anorganische
Chemie und Organische Chemie gelten als die klassischen Disziplinen der
Chemie. Die Grundlagenforschung auf diesen Gebieten war und ist
Voraussetzung für die Entwicklung von vielen weiteren Teildisziplinen in
der Chemie. Das macht erneut das diesjährige Wissenschaftsforum Chemie
der GDCh deutlich, das mit einigen Highlights aus der anorganisch- und
organisch-chemischen Forschung aufwartet. Nach der Eröffnung am Sonntag,
1. September, mit einem Vortrag zu Energiespeicher-Materialien, kommen
am Montag, 2. September, sogleich Anorganiker und Organiker zu Wort. Das
hochka
rätige Programm beginnt mit der Verleihung des Wilhelm-Klemm-Preises an
Professor Dr. Manfred Scheer, Institut für Anorganische Chemie der
Universität Regensburg.

Scheer
hat zahlreiche innovative Arbeiten zur Molekülchemie und
supramolekularen Chemie insbesondere von Phosphor, Arsen und Antimon,
sowie zu Übergangsmetall-Element-Mehrfachbindungen publiziert.
Hervorzuheben sind seine Arbeiten über anorganische Fulleren-artige
Polyeder. Weiterer Schwerpunkt seiner Arbeiten ist die Synthese von
Substituenten-freien, gemischten Ligandenkomplexen der Elemente der 13.
und 15. Gruppe und die Aktivierung von weißem Phosphor, ein Thema, das
wieder viel beachtet wird. Scheer wurde 1955 im brandenburgischen
Jüterbog ge
boren und studierte in Halle Chemie, wo er sich – nach Aufenthalten als
Postdoktorand an der Russischen Akademie der Wissenschaften in
Novosibirsk und als Gastwissenschaftler am Max-Planck-Institut für
Kohlenforschung in Mülheim – 1992 habilitierte. Nach einer Gastprofessur
an der Indiana University in Bloomington, war er ab 1993 – erst als
Heisenberg-Stipendiat, dann als C3-Professor – an der Universität
Karlsruhe tätig. 2004 nahm er den Ruf nach Regensburg an.

Weitere Auszeichnungen, Vorträge u.a. zu Seltenerdmetallen und zur CO₂-Nutzung, sowie ein kleines Jubiläum

In
„Highlights aus der Anorganischen Chemie“ werden am 3. September der
Arfvedson-Schlenk-Preis an Professor Dr. Robert Emmet Mulvey, University
of Strathclyde, Glasgow, und die Hermanos Elhuyar – Hans
Goldschmidt-Vorlesung an Professor Dr. Antoni Llobet, Universitat
Autònoma de Barcelona, verliehen. Der Arfvedson-Schlenk-Preis, benannt
nach Gustav Arfvedson, der 1817 das Element Lithium entdeckte, und
Wilhelm Schlenk, der als Erster Organolithiumverbindungen herstellte,
wird für herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Lithiumchemie
vergeben und von der Rockwood Lithium GmbH finanziert. Die
Preiskommission erachtet Mulvey für den z.Zt. meistzitierten und
sichtbarsten Lithiumchemiker weltweit. Seine Arbeiten sind jedoch weit
umfassender: Er synthetisiert alkali- und erdalkalimetallorgani
sche Verbindungen, um diese in der organischen Synthese in bislang
unerreichter Weise nutzbar zu machen. So gelingt es ihm, mit der
„Mixed-Metal Metallation Chemistry“, die er nach der Preisverleihung in
einem Vortrag vorstellt, die äußerst stabilen
Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen in bislang nicht zugänglichen Regionen
und mit ungeahnter Toleranz gegenüber anderen funktionalen Gruppen in
synthetisch nutzbare Kohlenstoff-Metall-Bindungen umzuwandeln. Dies ist
für die Herstellung von Feinchemikalien und Pharmazeutika von
unschätzbarem Wert.

Ein
Ansatz zur zukünftigen Nutzung der Sonnenenergie besteht in der
lichtgetriebenen Spaltung von Wasser zu Sauerstoff und Wasserstoff,
deren Zusammenführung in
Brennstoffzellen Energie liefert. Damit dies effizient erfolgen kann,
sind Katalysatoren erforderlich. Llobet berichtet in Darmstadt, in der
mit der Real Sociedad Española de Quimica auf Gegenseitigkeit
eingerichteten Namensvorlesung, über Katalysatoren für die Oxidation von
Wasser zu molekularem Sauerstoff. Der schwierige Schritt, die
Sauerstoff-Sauerstoff-Bindung zu bilden, gelingt Llobet mit
Ruthenium-Komplexen, die zwei Wassermoleküle in geeigneter Form
zusammenführen. Wie die Reaktion genau abläuft, untersucht er dabei mit
elektrochemischen und spektroskopischen Methoden.

Weitere
Poly-Elementverbindungen und bio-anorganische Themen bis hin zur
Stickstoff-Fixierung werden auch in anderen Vorträgen der Sessi
on der Wöhler-Vereinigung für Anorganische Chemie, einer
GDCh-Fachgruppe, behandelt. Besonders spannend wird es in der Session
„Dialog in Anorganischer Chemie“ zugehen, die die Wöhler-Vereinigung
gemeinsam mit der GDCh-Fachgruppe Festkörperchemie und Materialforschung
bestreitet; denn Anorganiker und Festkörperchemiker gehen häufig mit
unterschiedlichen Sichtweisen und Fragestellungen – die einen
molekülchemisch, die anderen materialchemisch – an ähnliche
Forschungsthemen heran. Das gilt beispielsweise auch für Verbindungen
der Seltenerdmetalle, die derzeit wegen ihrer Verfügbarkeit für
elektronische Geräte immer mehr ins Licht der Öffentlichkeit geraten.
Professor Dr. Reiner Anwander, Tübingen, und Professor Dr. Gerd Meyer,
Köln, betrachten in ihren Vorträgen ganz unterschiedliche Sichtweisen zu
Seltenerdmetall-Verbindungen. Daneben wird die Rolle des Elements
Stickstoff und seine Umwandlung zu Ammoniak in molekularen
Metallkomplexen beleuchtet. Das festliche Ende bildet der Vortrag des Gr
andseigneur der Festkörperforschung, Professor Dr. Arndt Simon,
Stuttgart, zum 50-jährigen Jubiläum der Fachgruppe Festkörperchemie und
Materialforschung. Sie wurde am 9. September 1963 unter dem Namen
„Halbleiterchemie“ gegründet. Neun Jahre später gab es die Umbenennung
in „Festkörperchemie“. Unter dem Vorsitz von Professor Dr. Albrecht
Rabenau (Philips Forschungslabor) fand 1972 in Aachen die erste Tagung
der Fachgruppe gemeinsam mit der Koninklijke Nederlandse Chemische
Vereniging statt. 1999 erfolgte die Erweiterung des Namens auf
„Festkörperchemie und Materialforschung“.

Von besonderer Aktualität ist die Session „CO₂ für die chemische und energetische W
ertschöpfung“, die die Wöhler-Vereinigung gemeinsam mit der
Liebig-Vereinigung für Organische Chemie, ebenfalls eine
GDCh-Fachgruppe, bestreitet. Neben hochkarätigen Vortragenden aus den
USA, Kanada und Großbritannien berichtet Dr. Michael Limbach vom
Catalysis Research Laboratory (CaRLa), das gemeinsam von der Universität
Heidelberg und der BASF betrieben wird, über ein mögliches
katalytisches Verfahren, zur Synthese von Acrylaten aus CO₂ und Alkenen. Acrylate und deren Folgeprodukte werden weltweit auf Basis
der Erdölchemie in einer Größenordnung von mehreren Millionen Tonnen
erzeugt. Die katalytische Synthese von Acrylaten aus CO₂ und
Alkenen schien bis Ende der 1980er Jahre, als es einen ersten Durchbruch
in der Forschung gab, ein unlösbares Problem. Auf Basis dieser und
weiterer Forschungsarbeiten wurde am CaRLa ein homogenes
Katalysatorsystem entwickelt, das Potenzial für die großtechnische
Acrylatherstellung hat. Professor Dr. Donald J. Darensberg von der Texas
A&M Univ
ersity zeigt, dass es mit speziellen Übergangsmetallkatalysatoren auch
gelingen kann, aus CO₂ und Epoxiden oder Oxetanen, also cyclischen Ethern, Polycarbonate herzustellen. Und über den Stand der Forschung, aus CO₂ und Wasser so genannte Solarbrennstoffe herzustellen, gibt Professor
Dr. Andrew B. Bocarsly, Princeton University, New Jersey, in seinem
Vortrag „Catalytic Photoelectrochemical and Electrochemical Generation
of Alcohols“ einen Überblick.

Gemeinsam
mit der GDCh-Fachgruppe Nachhaltige Chemie zeigt die Liebig-Vereinigung
in einer weiteren Session neue Wege auf, um die Effizienz der
organisch-chemischen Synthese zu verbessern. In diesen Vorträgen spielen
wiederum neue K
atalysatorsysteme die Hauptrolle. Daneben geht es aber auch um moderne
Mikrowellenverfahren und um das Leitprinzip in der industriellen
Forschung: die Nachhaltigkeit.

In
drei weiteren Sessions stellt die Liebig-Vereinigung aktuelle
organisch-chemische Forschungsthemen vor. Beispielhaft seien genannt:
neue Synthesestrategien für halbleitende Polymere, die in OLEDs (organic
light emitting diodes), Organischen Solarzellen oder
Dünnfilm-Transistoren Anwendung finden; neue Anwendungen für
Curcurbiturile, Supramoleküle, deren Name aufgrund ihrer Struktur vom
botanischen Namen für Kürbis abgeleitet wurde und die ein interessantes
Wirt-Gast-Verhalten zeigen; neue chemisch modifizierte
Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die für
bildgebende Verfahren in der Medizin und Biologie geeignet sein könnten.
Ein Vortrag ist besonders hervorzuheben: Es ist die Alexander Todd –
Hans Krebs-Vorlesung, die Namensvorlesung auf Gegenseitigkeit mit der
Royal Society of Chemistry, die in diesem Jahr Professor Dr. Harry L.
Anderson von der University of Oxford zuteil wird. Er stellt
Synthesewege für molekulare Drähte vor, die in der Nanotechnologie
(molekulare Elektronik) und in den Neurowissenschaften (elektrische
Signalübertragung in Neuronen) Anwendung finden sollen.

Ein
weiteres Highlight für Katalyseforscher und Synthesechemiker ist der
Plenarvortrag „Asymmetric Counteranion Directed Catalysis: A General
Approach to Enantioselective Syn
thesis“, zu Beginn des letzten Tagungstags. Professor Dr. Benjamin List
vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim, berichtet anhand
von Beispielen über das neue Synthesekonzept.

Die
Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) ist mit über 30.000 Mitgliedern
eine der weltweit größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften. Alle
zwei Jahre veranstaltet sie die größte deutsche Chemietagung, das
Wissenschaftsforum, an wechselnden Orten – 2013 in Darmstadt. Die GDCh
vergibt bei dieser Veranstaltung zahlreiche Auszeichnungen. So stellt
bereits die Einladung zu einem Plenarvortrag eine Auszeichnung da, und
nur Chemiker von Rang und Namen werden zu Namensvorlesungen eingeladen.
Seit 1985 vergibt die
GDCh den Wilhelm-Klemm-Preis. Er erinnert an den Münsteraner
Chemieprofessor Wilhelm Klemm (1896 – 1985), der auf dem Gebiet der
anorganischen Chemie erfolgreich gearbeitet und diese auch international
vorangetrieben hat. Mit der Preisverleihung gewürdigt werden demnach
Chemiker/innen, die sich durch hervorragende Arbeiten Verdienste um die
anorganische Chemie erworben haben. Der Arfvedson-Schlenk-Preis wurde
von der Chemetall GmbH bei der GDCh für herausragende Arbeiten auf dem
Gebiet der Lithiumchemie eingerichtet und erstmals 1999 vergeben. Jetzt
erfolgt die Ausschreibung des Preises in Abstimmung mit der Rockwood
Lithium GmbH.

K
ontakt:

Dr. Renate Hoer

Veera Gnaneswar Gude nutzt Bakterien als Sensoren (Foto: msstate.edu)

Starkville (pte012/19.03.2018/12:30) –

Lebende Sensoren sollen künftig Umweltkatastrophen verhindern, die durch
Lecks in Erdgas- und Öl-Pipelines ausgelöst werden. "Der Vorteil
unserer Sensoren ist die Tatsache, dass sie bereits sehr kleine Lecks
auffinden, sodass die Mitarbeiter in der Leitstelle Reparaturen sehr
schnell veranlassen können", sagt Veera Gnaneswar Gude, Dozent für
Umwelt-Engineering an der Mississippi State University http://msstate.edu .

Mikroorganismen unter Strom

Gude setzt Bakterien ein, die beim Stoffwechsel
Elektronen freisetzen. Sie ernähren sich von Kohlenwasserstoffen wie Öl
und Gas. Diese elektrisch negativen Atombauteilchen passieren einen
Widerstand und landen bei einem anderen Bakterium, das Elektronen
aufnimmt. Zwischen den beiden Bakterienarten entsteht so eine
elektrische Spannung.

Flächendeckend auf die Innenseite einer Pipeline
angebrachte Bakterien-Sensoren liefern somit verlässliche Daten. Tritt
ein Leck auf, verändert sich die Spannung. Das ist das Alarmsignal für
die Reparaturmannschaft. Gude und sein Team präsentieren ihre Lösung
beim 255. Nationalen Treffen der American Chemical Society http://acs.org in New Orleans, die noch bis zum 22. März dauert.

Eine Mio. Liter Benzin ausgelaufen

Pipelines werden regelmäßig inspiziert. Bei einem
dieser Anlässe entdeckte das Personal ein großes Leck in einer
Erdgaspipeline in Alabama. Es konnte nicht sofort abgedichtet werden,
weil zuerst der Druck abzubauen war. Insgesamt liefen rund eine Mio.
Liter Benzin aus. "Künftig müssen wir nicht mehr warten, bis die Sache
aus dem Ruder läuft", so Gude. Das sei der eine Vorteil. Der zweite:
Bakterien, die er zuvor erforscht hat, könnten eingesetzt werden, um
verunreinigte Böden und verseuchtes Wasser zu behandeln.

Gude ist auf der Suche nach einem Material, in dem er
die beiden Bakterien immobilisieren kann. Er testet derzeit hochporösen
Kunststoff und biobasierte Beschichtungen. Außer in Pipelines könnte der
lebende Sensor auch eingesetzt werden, um Öl- und Gasausbrüche am
Meeresboden zu detektieren. Außerdem könnte er beim Fracking eingesetzt
werden, um zu verhindern, dass verseuchtes Wasser in die Umwelt gelangt.
Beim Fracking wird ein Gemisch aus Wasser, Sand und einigen Chemikalien
mit hohem Druck in den Untergrund gepresst, um öl- und gashaltige
Gesteine zu öffnen, sodass sich die fossilen Rohstoffe fördern lassen.

Stuttgart
– Industrie 4.0 ist in den Fabriken angekommen, verändert die Arbeitswelt und
damit die Anforderungen an die Mitarbeiter. Alleine in Deutschland sind nach
Angaben des Statistischen Bundesamts mehr als acht Millionen Menschen im
produzierenden Gewerbe beschäftigt. Doch erst knapp zwei Drittel der
Unternehmen bieten ihren Mitarbeitern Weiterbildungen im Bereich
Digitalisierung an, wie eine aktuelle Studie von Bitkom und TÜV-Verband besagt.

„Der
neue Lehrgang zur Fachkraft für Industrie 4.0 ist somit ein weiterer Beitrag
zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands.“

Bosch
hat gemeinsam mit der Industrie- und Handelskammer (IHK) Region Stuttgart und
weiteren Partnern aus Wissenschaft und Praxis den Lehrgang zur „Fachkraft für
Industrie 4.0 (IHK)“ entwickelt und pilotiert. Es ist bundesweit der erste
IHK-Lehrgang, der sich direkt an Facharbeiter richtet und diese für die
Anforderungen in der vernetzten Fertigung qualifiziert. Die Teilnehmer lernen
nicht nur Technologien kennen, mit denen sie Industrie 4.0 Anwendungen umsetzen
können, sondern auch agile Arbeitsmethoden. „Nur wer die vernetzte Welt
versteht, kann sie auch gestalten. Wir bereiten unsere Mitarbeiter auf die
Arbeitswelt von morgen vor und schaffen so die Voraussetzungen für eine
erfolgreiche Umsetzung von Industrie 4.0“, ist Bosch-Personalchef Christoph
Kübel überzeugt: „Der neue Lehrgang zur Fachkraft für Industrie 4.0 ist somit
ein weiterer Beitrag zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands.“

Die
ersten zwölf Teilnehmer aus dem Bosch-Werk in Stuttgart-Feuerbach haben die
Weiterbildung bereits erfolgreich abgeschlossen. Weitere Kurse bieten
verschiedene IHKs ab 2019 deutschlandweit für alle Unternehmen an.

„Die
Mitarbeiter machen den Unterschied bei Industrie 4.0.“

Dr.
Stefan Aßmann, Leiter der Geschäftseinheit Bosch Connected Industry

Fachkräfte
für Industrie 4.0 gestalten die vernetzte Fertigung

Der
neue Zertifikatslehrgang richtet sich an Facharbeiter mit Berufserfahrung in
Produktion oder Logistik. Es gibt keine formalen Zugangsvoraussetzungen. Der
Kurs besteht aus fünf Modulen mit einem Umfang von 104 Stunden. Theorie und
Praxis sind gleich gewichtet. Die Teilnehmer lernen zum Beispiel vernetzte
Geschäftsmodelle in der Fertigung kennen: Welche Technologien gibt es? Wie
werden Daten übertragen? Wie funktionieren Logistik und Supply Chains in einer
digitalen Welt? Technologische Inhalte sind ein Schwerpunkt, Arbeitsmethoden
wie Scrum ein anderer. „Technische Lösungen sind nur die eine Seite der
Medaille. Den Unterschied bei Industrie 4.0 machen die Mitarbeiter. Ihre
Fähigkeiten, situativ auf Probleme zu reagieren und neue, kreative Lösungswege
zu finden, rücken in der Fabrik der Zukunft in den Mittelpunkt“, erklärt Dr.
Stefan Aßmann, Leiter der Geschäftseinheit Bosch Connected Industry, in der das
Unternehmen seine Industrie 4.0-Aktivitäten in den Bereichen Software und
Services bündelt. Als Leitanwender und Leitanbieter von Industrie 4.0
digitalisiert und vernetzt Bosch eigene Werke und die seiner Kunden. Nahezu
alle der rund 280 Bosch-Werke weltweit setzen auf vernetzte Lösungen.

Bülent
Cevran arbeitet seit 20 Jahren bei Bosch in Stuttgart-Feuerbach und ist einer
der ersten Absolventen des Lehrgangs. Der gelernte Industriemechaniker ist als
Schichtführer dafür zuständig, dass immer genügend Teile für die Fertigung an
den Produktionslinien vorrätig sind. „Meine Arbeit hat sich in den letzten
Jahren stark gewandelt. Früher haben wir die benötigten Teile mühsam von Hand
ermittelt und zugeordnet. Heute geht das vollautomatisch. Wir haben unser
Vorratslager mit den Fahrern vernetzt, die uns den Nachschub bringen. So wissen
sie jederzeit, wann wo was benötigt wird“, beschreibt Cevran den Wandel. „Durch
den Lehrgang bin ich jetzt in der Lage, die Vernetzung innerhalb des Werks
selbst mitzugestalten. Mein erstes Projekt nach der Fortbildung wird sein, die
Vernetzung mit den Fahrern auszubauen und um zusätzliche Anwendungsfälle zu
erweitern, zum Beispiel den Abtransport leerer Kisten auf Bodenrollern.“

Bosch-Mitarbeiter
können freiwillig an der Weiterbildung teilnehmen und verschiedene
Fördermöglichkeiten des Unternehmens wie freie Zeit oder einen Kostenzuschuss
in Anspruch nehmen. Die Kosten für den Piloten hat das Unternehmen übernommen.
Ein Großteil der Qualifizierung findet während der Arbeitszeit statt, rund 20
Prozent in der Freizeit.

„Digitalisierung
ist eine der größten Herausforderungen für die Betriebe“

Johannes
Schmalzl, Hauptgeschäftsführer der IHK Region Stuttgart

Industrie
4.0 Fachkraft: Von Deutschland in die Welt

Industrie
4.0-Experten von Bosch haben die Kursinhalte mitentwickelt und übernehmen nun
Lehrtätigkeiten im Rahmen der Weiterbildung.

„Digitalisierung
ist eine der größten Herausforderungen für die Betriebe. Wir als IHK
unterstützen mit konkreten Angeboten wie der Qualifizierung zur Fachkraft
Industrie 4.0. Dass wir mit Bosch einen hervorragenden Partner gewinnen
konnten, um diese Qualifizierung zu entwickeln und erfolgreich einzuführen,
freut mich ganz besonders. Viele andere Unternehmen werden davon profitieren“,
sagt Johannes Schmalzl, Hauptgeschäftsführer der IHK Region Stuttgart.

Auch
die deutsche Auslandshandelskammer bietet künftig die Weiterbildung zur
„Fachkraft für Industrie 4.0“ an – zum Beispiel in China.

Bosch Media Service