Fortschritt für die molekulare Elektronik: Licht an – Molekül an
Forschern aus Dresden und Konstanz gelingt das lichtgesteuerte Anschalten eines Moleküls

Mit
einzelnen Molekülen Informationen zu speichern und verarbeiten, um
daraus kleinstmögliche Bausteine zu entwickeln, die sich selbstständig
zu einem Schaltkreis zusammensetzen – daran arbeiten Wissenschaftler des
Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und der Universität
Konstanz. Wie sie nun in der Fachzeitschrift „Advanced Science“
berichten, konnten sie erstmalig den Stromfluss durch ein einzelnes
Molekül mit Hilfe von Licht einschalten.

Die
molekulare Elektronik wird zukünftig ein Fenster hin zu neuartigen und
immer noch kleineren und zugleich energieeffizienten Bauelementen oder
Sensoren aufstoßen, davon ist Dr. Artur Erbe, Physiker am HZDR,
überzeugt: „Einzelne Moleküle sind die kleinsten, zu einem Prozessor
integrierbaren Bausteine, die wir uns derzeit vorstellen können.“ Bis
heute jedoch ist es noch nicht gelungen, ein Molekül so maßzuschneidern,
dass es Strom leiten kann und dass sich der Strom – wie bei einem
elektrischen Schalter – gezielt ein- und wieder ausschalten lässt.

Dazu
bedarf es eines elektrisch leitenden Moleküls, bei dem sich an einer
Stelle eine ansonsten feste Bindung zwischen einzelnen Atomen löst – und
genau dann wieder schließt, wenn Energie in die Struktur gepumpt wird.
In aufwendigen Versuchen hat der Chemiker Dr. Jannic Wolf an der
Universität Konstanz herausgefunden, dass eine bestimmte
Diarylethen-Verbindung als Kandidat in Frage kommt. Die Vorteile des
rund drei Nanometer langen Moleküls: Es verdreht sich nur wenig, wenn es
seine Struktur an einem Punkt öffnet, und es verfügt über zwei
Nano-Drähte, die zur Kontaktierung verwendet werden können. Dass das
Diarylethen der Wahl in offenem Zustand keinen Strom leitet, während es
in geschlossenem Zustand zum Leiter wird und deshalb ein anderes
physikalisches Verhalten zeigt, konnten die Wissenschaftler aus Konstanz
und Dresden bei vielen reproduzierbaren Messungen erstmals für ein
einzelnes Molekül sicher nachweisen.

Rechner aus dem Reagenzglas

Eine
Besonderheit dieser molekularen Elektronik: Sie findet in einer
Flüssigkeit im Reagenzglas statt, denn die Moleküle werden in Lösung
kontaktiert. Um herauszufinden, welche Auswirkungen die
Lösungsbedingungen für die Schaltprozesse haben, war deshalb auch ein
systematisches Ausprobieren verschiedener Lösungsmittel nötig. Damit
Strom fließen kann, muss das Diarylethen an den Enden der Nano-Drähte an
Elektroden angeschlossen werden. „Wir haben dafür am HZDR eine
Nano-Technologie entwickelt, die auf hauchdünne Spitzen aus nur wenigen
Gold-Atomen setzt. Dazwischen spannen wir die schaltbare
Diarylethen-Verbindung“, erklärt Dr. Erbe.

Trifft
nun ein Lichtstrahl auf das Molekül, so schaltet es vom geöffneten in
den geschlossenen Zustand mit der Folge, dass Strom fließt. „Wir konnten
so erstmalig ein einzelnes kontaktiertes Molekül anschalten und zudem
den Nachweis erbringen, dass genau das Molekül zum Stromleiter wird, das
wir bestrahlt haben“, freut sich Dr. Erbe. „Zudem haben wir den
molekularen Schaltmechanismus sehr detailliert charakterisiert, weshalb
ich glaube, dass uns damit ein wichtiger Schritt hin zu einem echten
molekularen Elektronik-Bauteil geglückt ist.“

Das
Ausschalten klappt beim kontaktierten Diarylethen allerdings noch
nicht, doch Dr. Erbe ist zuversichtlich: „Unsere Theorie-Kollegen am
HZDR berechnen gerade, wie genau sich das Molekül verdrehen muss, damit
der Stromfluss unterbrochen wird. Gemeinsam mit den Konstanzer Chemikern
werden wir in der Lage sein, das Design und die Synthese für das
Molekül entsprechend umzusetzen.“ Allerdings handelt es sich hierbei um
Grundlagenforschung, die viel Geduld erfordert: Alleine die
Kontaktierung des Diarylethen-Moleküls mittels
Elektronenstrahl-Lithographie und die anschließenden Messungen dauerten
drei Jahre. Bereits vor rund zehn Jahren war es einer Arbeitsgruppe an
der niederländischen Universität Groningen gelungen, einen molekularen
Schalter zu bauen, der in der Lage war, den Stromfluss zu unterbrechen.
Auch dieser Aus-Schalter funktionierte nur in einer Richtung, doch
konnte damals nicht sicher nachgewiesen werden, dass die
Leitfähigkeitsänderung an genau ein Molekül gebunden war.

Nano-Elektronik in Dresden

Ein
Schwerpunkt der Forschungsarbeiten in Dresden ist die sogenannte
Selbstorganisation. „DNA-Moleküle etwa sind in der Lage, sich ohne Zutun
von außen selbst zu Strukturen anzuordnen. „Wenn es uns gelingt,
logische Schalter aus sich selbst organisierenden Molekülen zu bauen,
dann kommt der Rechner der Zukunft aus dem Reagenzglas“, prophezeit Dr.
Erbe. Die Riesenvorteile dieser neuen Technologie liegen auf der Hand:
Milliarden teure Fertigungsanlagen, wie sie für die Mikroelektronik von
heute benötigt werden, könnten dann der Vergangenheit angehören. Doch
nicht nur für die Produktion, sondern auch für den Betrieb neuartiger
molekularer Bauteile wird extrem wenig Energie benötigt.

Die
Voraussetzungen, um die molekulare Elektronik von morgen zu erforschen
und zu entwickeln, sind in Dresden mit dem hier ansässigen
Helmholtz-Kolleg NANONET sehr gut. Neben dem HZDR sind an dem
strukturierten Promotionsprogramm die Technische Universität Dresden,
das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden (IPF), das
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) und
die NaMLab gGmbH beteiligt.

Gründung von Stadtwerken als Motor einer Neuausrichtung der
Energieversorgung

Sondierungs-Studie des Wuppertal Instituts zu den Zielen von Rekommunalisierung

Die Energielandschaft in Deutschland ist derzeit von einer Stadtwerke-Gründungswelle gekennzeichnet,
insgesamt gibt es seit 2005 rund 70 Neugründungen von Stadt- und Gemeindewerken im Strombereich. In
Berlin findet Anfang November ein Volksentscheid zur Stadtwerkegründung statt, in Hamburg steht ein
Volksentscheid über den Rückkauf der Netze für den 22. September an. In einer Studie des Wuppertal
Instituts wurde nun festgestellt, dass die wichtigsten Ziele, die mit Rekommunalisierungen verbunden
werden, auch erreichbar sind.
Städte und Gemeinden sind künftig mehr denn je Schlüsselakteure der Energiewende. Mit eigenen
Stadtwerken können sich die Kommunen einen großen Handlungsspielraum schaffen, den umwelt- und
klimafreundlichen Umbau der örtlichen Energieversorgung voranzubringen. Dennoch bezweifeln Kritiker die
Sinnhaftigkeit einer verstärkten Rekommunalisierung.
Die Sondierungs-Studie "Stadtwerke-Neugründungen und Rekommunalisierungen – Energieversorgung in
kommunaler Verantwortung" des Wuppertal Instituts nimmt eine Bestandsaufnahme neu gegründeter
Stadtwerke seit 2005 vor. Anhand der wichtigsten zehn Ziele, die mit einer Neugründung verbunden werden,
wird eingeschätzt, inwieweit diese erreicht werden können. Die Zusammenstellung der Ziele stützt sich auf
den in der Studie dargestellten Sachstand, die übergeordneten Zielsetzungen zu Energiewende und
Klimaschutz, kommunalwirtschaftliche und strukturpolitische Aspekte sowie die Zielsetzungen im Bereich
Daseinsvorsorge und Sozialpolitik. Sowohl die Untersuchungen des Wuppertal Instituts als auch die für die
Studie eingeholte Einschätzung von weiteren Experten aus Wissenschaft und Praxis kommen zu dem
Ergebnis, dass die Wahrscheinlichkeit, diese Ziele zu erreichen, hoch bis sehr hoch ist.
So eröffnet sich die Chance, durch eigene Stadtwerke die örtlichen Energieeffizienzpotenziale im Strom und
Wärmebereich besser auszuschöpfen, die erneuerbaren Energien forcierter im Gemeindegebiet zu nutzen und
den Ausbau der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung schneller voranzutreiben. Auch die damit verbundenen
wirtschaftlichen und fiskalischen Ziele sind für die Kommunen erreichbar. Deshalb formuliert die Studie für
Städte und Gemeinden folgende Empfehlungen:
Mit Rekommunalisierungen eröffnen sich in den Kommunen zahlreiche energie- und
kommunalwirtschaftliche Chancen, welche die Städte und Gemeinden zum Vorteil der örtlichen
Energiewende und zum Wohle der örtlichen Gemeinschaft nutzen sollten.
Dabei ermöglicht die Technikentwicklung in den Bereichen Energieeffizienz, Erneuerbare Energien und
dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung viele neue wirtschaftliche Optionen für eine örtliche Energieversorgung
ohne Kernenergie und Kohle.
Kommunale politische Entscheidungsträger sollten sich daher von Rekommunalisierungskritikern und
entsprechend negativen Expertisen nicht vorschnell entmutigen lassen, sondern vielmehr ihr Vorhaben
beharrlich und konsequent weiterverfolgen.
Gleichwohl gilt, dass die Komplexität einer Rekommunalisierung eine gute und sorgfältige Vorbereitung und
die Hinzuziehung von externem (juristischem sowie energiewirtschaftlichem) Sachverstand erfordert.
Mit einer konzeptionellen Planung und einer auf die örtliche Energiewende zugeschnittenen und an
übergreifenden Umwelt- und Klimaschutzzielen orientierten Unternehmensstrategie können Stadt- und
Gemeindewerke als Motor einer strategischen Neuausrichtung der Energieversorgung fungieren.
Darüber hinaus werden in der Studie die rechtlichen Rahmenbedingungen von Konzessionsvergabeverfahren
beleuchtet, Hinweise für rechtssichere Vergabeverfahren gegeben, die Bestimmungen der
Ländergemeindeordnungen zur wirtschaftlichen Betätigung der Gemeinden miteinander verglichen und die
Praktiken der Altkonzessionäre beim Auslaufen von Konzessionsverträgen dargestellt. Dabei werden für die
kommunalpolitische Praxis zahlreiche Handlungsempfehlungen formuliert.
Das Wuppertal Institut versteht diese Sondierungs-Studie als Handreichung und Hilfestellung für politische
Entscheidungsträger vor allem aus dem kommunalen Bereich.
Pressemitteilung des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie

Wissenschaftler der Fachhochschule Münster stellten beim „InnovationsDialog“ aktuelle Forschungsergebnisse vor
Dort wo Lebensmittel an die Verpackung grenzen, siedeln sich schnell Keime an. Neue antimikrobielle Kunststoffoberflächen sollen Mensch und Tier vor der Gefahr durch Viren, Pilze und Bakterien schützen. Vor rund 30 Unternehmern stellten Prof. Dr. Martin Kreyenschmidt und Prof. Dr. Reinhard Lorenz von der Fachhochschule Münster bei der TECE GmbH in Emsdetten ihr Forschungsprojekt „SmartSurf" vor.

„Zwei Patentanmeldungen sind in diesem lukrativen Bereich bereits in Vorbereitung", sagte Lorenz zum Stand des Projektes. An der Suche nach neuen Werkstoffen, an denen sich Mikroorganismen nicht mehr anlagern und auf denen sie sich nicht mehr vermehren können, sind neben der Fachhochschule Münster und der Universität Bonn auch sechs Unternehmen beteiligt.

Welche Vorteile die Kooperation mit Hochschulen aus Unternehmersicht mit sich bringen, erläuterten zwei Partner des Forschungsprojektes: Harald Dekkers von der EMSA GmbH und Martin Krabbe von der TECE GmbH.

Nach einer Führung durch die Produktionsabteilung nutzten die Unternehmer die Gelegenheit, mit den beiden Professoren über mögliche Aufgabenstellungen aus der Praxis zu diskutieren.

Diese Veranstaltung aus der Reihe „InnovationsDialog" hatte Train – Transfer in Steinfurt, das gemeinsame Projekt der Wirtschaftsförderungs- und Entwicklungsgesellschaft Steinfurt mbH und der Fachhochschule Münster, organisiert.

Die „InnovationsDialoge" sind eine Initiative der InnovationsAllianz der NRW-Hochschulen, die 2007 gegründet wurde. In ihr arbeiten derzeit insgesamt 29 Hochschulen und vier Hochschul-Transfergesellschaften zusammen; sie ist damit das größte derartige Bündnis bundesweit. Ziel ist es, die Forschungskapazitäten der Hochschulen effektiver zu nutzen. In Kooperationen innerhalb der Wissenschaft sowie mit Unternehmen, kommunalen Einrichtungen und Verbänden soll die Entwicklung neuer und die Optimierung bestehender Technologien, Produkte und Anwendungen gefördert werden.

Dehnungsversuch (oben) und veränderte Kristallstruktur (Bild: ucdavis.edu)

Davis (pte003/20.03.2018/06:10) –

Flugzeuge sind großen Belastungen ausgesetzt. Während des Fluges lassen
sie sich bisher nicht messen. Überbelastungen lassen sich erst bei
aufwendigen Materialüberprüfungen während der normalen Inspektionen
ermitteln. Das könnte sich laut Forschern der University of Califormia http://ucdavis.edu ändern. Sie haben ein Material entdeckt, das seine magnetischen
Eigenschaften messbar variiert, wenn es gestreckt wird. Piezomagnetismus
nennt sich dieses Phänomen, so Physikprofessor Nicolas Curro.

Gezielte Verunreinigung

Das neue Material ist eine
Barium-Eisen-Arsen-Verbindung (BaFe2As2). Bei einer Temperatur von 25
Kelvin (minus 248 Grad Celsius) ist es supraleitend, wenn es mit
Fremdatomen "verunreinigt", also dotiert ist. Strom fließt
widerstandslos hindurch. Das Material ist für die Anwendung der
Supraleitung interessant, weil es, anders als andere Supraleiter so
flexibel ist, dass man daraus Kabel ziehen kann. BaFe2As2 ist ein so
genannter nematischer Kristall, dessen Struktur sich ändert, wenn er vom
normalen in den supraleitenden Zustand wechselt.

Die Kristallstruktur, die ursprünglich quadratische
Grundzüge hat, wechselt dann zum Rechteck. Curro und sein Mitarbeiter
Tanat Kissikov und Matthew Lawson haben das Material während des
Streckvorgangs in einem Kernspintomografen beobachtet – ähnlich dem, den
Mediziner zur Diagnose von inneren Erkrankungen nutzen. Dabei stellten
sie zu ihrer Überraschung fest, dass sich die Kristallstruktur auch bei
diesem Prozess veränderte und damit auch die magnetischen Eigenschaften.

Rätselhaftes Phänomen

Bisher haben Curro und sein Team noch keine Erklärung
für das Verhalten des Materials. Jetzt suchen die Forscher nach anderen
Werkstoffen, die ähnliche Eigenschaften haben. Außerdem interessiert
sie, ob mechanische Belastung der Materialien die supraleitenden
Eigenschaften beeinflusst. Piezomagnetismus lässt sich mit dem
Piezoeffekt vergleichen. Dieser tritt in Form eines elektrischen Funkens
auf, wenn ein Kristall zusammengedrückt wird, etwa in Feuerzeugen.
Umgekehrt werden derartige Kristalle zu Aktoren, also Systemen, die sich
ein wenig bewegen, wenn eine Spannung angelegt wird. Sie lassen sich
dann nutzen, um beispielsweise mikroskopisch kleine Schalter oder
Ventile zu bedienen.

Alexander von Humboldt-Jahr 2019:

Dreizehn Kultur- und
Wissenschaftseinrichtungen aus Berlin-Brandenburg mit Aktivitäten zum
250. Geburtstag | Gemeinsame Informationsplattform gestartet

Anlässlich des 250. Geburtstags Alexander von
Humboldts präsentierte ein Verbund von dreizehn Kultur- und
Wissenschaftseinrichtungen am heutigen Mittwoch, dem 14. November 2018
in Berlin die vielfältigen Aktivitäten im kommenden Humboldt-Jahr 2019.

Die beteiligten Museen, Universitäten,
Bibliotheken, Akademien und Forschungsinstitutionen widmen dem
bedeutenden Forscher im Jahr 2019 zahlreiche Veranstaltungshöhepunkte in
der Region Berlin-Brandenburg.

Unter www.avhumboldt250.de informiert eine zentrale Plattform seit heute über alle Ausstellungen,
wissenschaftlichen Tagungen und Veranstaltungen der beteiligten
Institutionen rund um Alexander von Humboldt im Jahr 2019. Ein
umfassender Veranstaltungskalender gibt Auskunft über anstehende Termine
des Jubiläumsprogramms und bietet weiterführende Hinweise auf die
wissenschaftlichen und kulturellen Schwerpunkte und Neuigkeiten des
gemeinsamen Themenjahres. Der Kalender wird im Laufe des Jubiläumsjahres
kontinuierlich erweitert.

„Als Weltbürger war Alexander von Humboldt an
vielen Orten zuhause. Doch Berlin spielte in seinem Leben immer eine
wichtige Rolle. Zu seinem 250. Geburtstag feiern wir in Berlin auf
Alexander von Humboldts Spuren ein Jahr mit Veranstaltungen,
Ausstellungen und vielem mehr. Dreizehn Partnerinstitutionen tragen
hierzu bei und arbeiten zusammen. Ganz nach dem Vorbild des Netzwerkers
Alexander von Humboldt“, sagte Dr. Enno Aufderheide, Generalsekretär der
Alexander von Humboldt-Stiftung, bei der Vorstellung der gemeinsamen
Initiative.

Die beteiligten Organisationen sind:

Alexander von Humboldt-Stiftung,
Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften, Botanischer Garten
und Botanisches Museum Berlin, Deutsches Historisches Museum, Humboldt
Forum im Berliner Schloss, Humboldt-Universität zu Berlin,
Ibero-Amerikanisches Institut Preußischer Kulturbesitz, Museum für
Naturkunde Berlin, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina,
Staatsbibliothek zu Berlin Preußischer Kulturbesitz, Stadtmuseum Berlin,
Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg,
Universität Potsdam

Alexander von Humboldt

Der am 14.9.1769 in Berlin geborene 
Naturforscher und Universalgelehrte Alexander von Humboldt  war seiner
Geburtsstadt lange abtrünnig, äußerte sich teils abfällig über die
preußische Hauptstadt und lebte 25 Jahre in Paris. Nach seiner Rückkehr
nach Berlin 1827 aber trug er maßgeblich zur Intensivierung der
internationalen Beziehungen Berlins und Reformierung wissenschaftlicher
Institutionen bei. Trotz seiner gehobenen Stellung als Kammerherr des
Königs, Mitglied der Akademien und Ehrenbürger der Stadt richtete sich
Humboldt an ein breites Publikum und hielt Vorträge  für die Berliner
Bevölkerung. Seiner Erforschung der Natur, der Bewohner und der
Kulturgeschichte der bereisten Gegenden verdankte Europa ein neues
nachhaltig prägendes Bild Amerikas – ebenso wie Anreize, neu über
globale Beziehungen, über Welthandel, aber auch über Kolonialismus,
Sklaverei und über weltumspannende Menschlichkeit nachzudenken.

Kieler Universität weiht neues Massenspektrometer ein

Ein neues, hoch empfindliches Massenspektrometer ist heute (25.01.) an
der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) im Beisein des
Wissenschaftsministers Dietrich Austermann offiziell eingeweiht worden.
"Das 9,4 Tesla Gerät bedeutet für unseren Forschungsschwerpunkt
Lebenswissenschaften einen technologischen Quantensprung", freut sich
der CAU-Prorektor Professor Siegfried Wolffram. Mit dem
Ionen-Zyklotron-Resonanz-(ICR)-Massenspektrometer lassen sich
molekulare Verbindungen, wie sie unter anderem in intrazellulären
Abläufen und Konzentrationen auftreten, extrem genau und sensitiv
nachweisen. Auch das Exzellenzcluster "Ozean der Zukunft" wird darauf
zugreifen, um zum Beispiel Spurenstoffe als Marker von Lebensvorgängen
im Meer zu verfolgen.

Wissenschaftsminister Dietrich Austermann betonte bei der Feier: "Mit
dem neuen Massenspektrometer erhält die Christian-Albrechts-Universität
zu Kiel ein Alleinstellungsmerkmal für den norddeutschen Raum. Das
nächste Gerät mit einer derartigen Leistungsfähigkeit steht erst wieder
in Nordrhein-Westfalen." Die Förderung aus dem Innovationsfonds des
Landes sei außerdem ein Indiz für den Erfolg des Modells, Wissenschaft
und Wirtschaft zusammenzuführen.

Das Labor mit dem 800.000 Euro teuren Großgerät steht am Institut für
Physikalische Chemie und soll die Grundlagenforschung in der Chemie,
Biologie, Pharmazie und molekularen Medizin vorantreiben.

Weitere Informationen zur Funktionsweise des Gerätes finden Sie hier:

www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2006/2006-053-massenspektrometer.shtml

Umsätze leicht rückläufig – Röhrenbildschirme auf dem Rückzug

Austin (pte/22.06.2005/15:57) – Der anhaltende Preisverfall hat im
abgelaufenen ersten Quartal 2005 für einen regelrechten Absatzboom bei
LCD-Monitoren für PCs gesorgt. Nach Berechnungen der texanischen
Marktforscher von DisplaySearch http://www.displaysearch.com gingen in
den ersten drei Monaten weltweit rund 22,7 Mio. der flachen Bildschirme
über die Ladentische. Das bedeutet ein Plus von sieben Prozent
gegenüber dem Vorquartal. Die Quartalsumsätze waren allerdings aufgrund
der aggressiven Preisgestaltung durch die Hersteller leicht rückläufig.
Der weltweite Umsatz in dem Segment ging im Vergleich zum
Vorjahresquartal um fünf Prozent auf 7,8 Mrd. Dollar zurück.

Dank günstigerer Geräte konnten die LCD-Monitore aber ihren Vormarsch
bei den Computer-Bildschirmen fortsetzen und halten nun bereits einen
Anteil von 63,6 Prozent nach 57,5 Prozent im Vorquartal. Den
Röhrenmonitoren bescheinigten die Marktforscher dagegen einen weiteren
Abwärtstrend. Im abgelaufenen Quartal fielen die weltweiten Umsätze um
21 Prozent auf 13,2 Mio. verkaufte Geräte. Weil immer mehr
PC-Hersteller auch bei ihren Einsteigerangeboten von den
Röhrenmonitoren abrücken, soll der Markt für die dicken Bildschirme
nach Meinung der Analysten noch schneller einbrechen als ursprünglich
erwartet.

Bei den aufstrebenden LCD-Monitoren konnte der US-Computerriese Dell
mit einem Anteil von 20,2 Prozent seine Vormachtstellung auf dem
Weltmarkt verteidigen. Mit Marktanteilen von 9,7 und 8,2 Prozent konnte
der Konzern die Konkurrenten Samsung und HP mit deutlichem Abstand auf
die Plätze verweisen. Der Großteil der LCD-Monitore (41 Prozent) ging
wie im Vorjahr auch in den ersten drei Monaten dieses Jahres in die
Region Europa, Naher Osten und Afrika (EMEA). In Nordamerika wurden
31,6 Prozent der weltweiten Produktion abgesetzt.

Für die nahe Zukunft prognostizierten die Marktforscher von
DisplaySearch bei den LCD-Monitoren leichte Preissteigerungen, aus
denen ein Abschwung beim Absatz folgen könnte. Grund für die Annahme
ist unter anderem eine Preiserhöhung im LCD-Panel-Bereich. Die
anhaltende Aufstockung der Produktionskapazitäten und daraus folgend
fallende Preise der Zulieferer sollen laut DisplaySearch aber im
Gesamtjahr zu weiterem Wachstum auf dem LCD-Monitormarkt führen.

Strömungen untersuchen und steuern: Dresdner Forscher stellen ihre
Produkte auf Messen vor

Ob in der Energietechnik, der Gießereiindustrie oder in anderen
industriellen Branchen Effizienz und Sicherheit hängen wesentlich
davon ab, ob man die den Prozessen und Anlagen zugrunde liegenden
Strömungen bestimmen oder gar beeinflussen kann. Die Strömungsexperten
des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) präsentieren ihre
Entwicklungen im Bereich der Mess- und Sensortechnik auf der Messe
Sensor+Test 2011 sowie der 12. Internationalen Gießerei-Fachmesse.

Auf der Messe Sensor+Test 2011, die vom 7. bis 9. Juni in Nürnberg
stattfindet, werden Sensorsysteme vorgestellt, mit denen sich komplexe
Strömungen aus verschiedenen Phasen wie beispielsweise Wasser und Gas
untersuchen lassen. Sie sind insbesondere für energietechnische und
verfahrenschemische Anwendungen interessant. Neben neu entwickelten,
autonomen Sensorkonzepten, mit deren Hilfe die Erzeugung von Biogas in
Biogasanlagen optimiert werden könnte, präsentieren die Wissenschaftler
eine breite Produktpalette an Strömungssensorik. Dazu zählen
Gittersensoren, Nadelsonden, optische Systeme sowie tomographische
Verfahren.
Das HZDR ist am Gemeinschaftsstand Forschung für die Zukunft
beteiligt, einer gemeinsamen Initiative der Forschungseinrichtungen der
Bundesländer Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen.
Halle: 12, Stand: 587

Auf der 12. Internationalen Gießerei-Fachmesse vom 28. Juni bis 2.
Juli in Düsseldorf steht dagegen Messtechnik zur Untersuchung von
metallischen Schmelzen im Vordergrund. Für Metallströmungen in
industriellen Gussverfahren sind bisher nur sehr wenige
Messmöglichkeiten bekannt. Bei Gießprozessen mindern häufig
Verunreinigungen oder Lufteinschlüsse die Qualität des fertigen
Produkts. Einen Ausweg bildet der Einsatz elektromagnetischer Felder zur
kontaktlosen Beeinflussung der Schmelze. Mit ihrer Hilfe lassen sich
Richtung und Geschwindigkeit von Metallströmungen steuern. Die
HZDR-Wissenschaftler präsentieren verschiedene Messtechniken, darunter
die magnetische Strömungstomographie, Ultraschallsensoren für den
Einsatz bei Temperaturen bis zu 1.000°C und einen kontaktlosen
Durchflussmesser. Letzterer wurde gemeinsam mit der SAAS Systemanalyse &
Automatisierungsservice GmbH entwickelt. Zudem stellt das HZDR eine
einzigartige Versuchsanlage zur Simulation und magnetischen
Beeinflussung von industriellem Stahlguss vor.

Super-Garn: durch Graphen stark und dehnbar (Foto: psu.edu, M. Terrones)

State College/Nagano (pte019/24.06.2014/13:18) –

Mit einer einfachen Methode lassen sich aus Graphit dehnbare
Graphenoxid-Fasern in Garn einarbeiten, die dann so stark wie Kevlar
sind. Das ist das Ergebnis von Forschern der Penn State http://psu.edu und Shinshu University http://www.shinshu-u.ac.jp . "Wir haben entdeckt, dass diese Graphenoxid-Fasern stärker sind als
alle anderen Kohlefasern", meint Mauricio Terrones von der Penn State
University, und fügt hinzu: "Wir glauben auch, dass eingeschlossene Luft
in den Fasern das Material davor bewahrt, spröde zu werden."

Getrockneter Brei bricht nicht

Durch einen chemischen Prozess haben die
Wissenschaftler aus dem Ursprungsmaterial Graphit einen dünnen Film aus
Graphenoxiden hergestellt, der dann mit Wasser gemischt und durch das
Zentrifugieren in einen dicken Brei verwandelt wurde. Wenn der Brei
trocknet, kann der Film angehoben werden, ohne dabei zu brechen.

Der Film wird in weiterer Folge in schmale Streifen
geschnitten und kann schließlich um sich selbst gewunden und verstrickt
werden. Bei diesem Verfahren bricht der Stoff nicht. "Das wichtige dabei
ist, dass wir fast jedes Material damit erzeugen können. Das öffnet
viele Türen. Es ist ein leichtes Material mit multifunktionalen
Eigenschaften", verdeutlicht Terrones.

Viele Anwendungsmöglichkeiten

Die neue Methode eröffnet eine ganze Palette an
Anwendungsmöglichkeiten. So könnte das Entfernen des Sauerstoffs aus den
Graphenoxid-Fasern das Material hoch leitfähig machen. Mit dem Zusatz
von Silbernanostäbchen könnte man das Material so leitfähig wie Kupfer
machen und damit die schwereren Kupferleitungen ersetzen. Die Forscher
glauben, dass das Material auch für hochsensible Sensoren geeignet wäre.

Die Kieler Uni im norddeutschen Sonderforschungsbereich Nanomagnetismus

Die Nanophysiker der Kieler Universität haben einen neuen Fisch an Land gezogen: Sie sind am Sonderforschungsbereich (SFB 668) "Magnetismus vom Einzelatom zur Nanostruktur" beteiligt, der zum 1. Januar 2006 offiziell startet. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert dieses Forschungsverbundprojekt, das an der Hamburger Universität koordiniert wird, zunächst für die Dauer von vier Jahren. Es ist beispielhaft für die wissenschaftliche Zusammenarbeit der beiden norddeutschen Hochschulen.

 Im neuen Forschungsprogramm suchen die Wissenschaftler nach Methoden, immer mehr Daten auf immer kleineren Informationsträgern magnetisch zu speichern. Die Kieler Forschergruppe um Professor Richard Berndt wird unter anderem untersuchen, wie viele Atome mindestens nötig sind, um auf einer Oberfläche einen ultrakleinen Permanentmagneten zu bauen, der als eine einzelne Speicherzelle fungieren könnte. Zur Herstellung dieser winzigen Magnete verwenden die Physiker Rastertunnelmikroskope, mit denen sich einzelne Atome abbilden und bewegen lassen.

Mit Sonderforschungsbereichen fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft die Grundlagenforschung an Universitäten. Sie sind einem strengen Beantragungs- und Begutachtungsverfahren unterworfen und darum ein Ausweis für einen exzellenten Forschungsstandort. Derzeit werden vier Sonderforschungsbereiche an der Kieler Universität geleitet, und an vier weiteren – mit dem neuen SFB 668 – ist sie beteiligt.

Der Prorektor der Christian-Albrechts-Universität (CAU), Professor Thomas Bauer, freut sich über die Entscheidung der DFG: "Die Beteiligung an diesem SFB ist ein weiteres Zeichen dafür, dass die Universität und der gesamte Norden in den Nanowissenschaften national und international Spitzenforschung betreibt." Erst Anfang dieser Woche gab es für den Bereich Nanoanalytik vom Wissenschaftsministerium 1,4 Millionen Euro für die Kieler Uni. Auch die Norddeutsche Initiative Nanomaterialien (NINa) wird an der CAU koordiniert.