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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 05/2016) |
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Sehr geehrte Journalistin, sehr geehrter Journalist,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und würden uns freuen, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen bei Bedarf weitere Informationen und Ansprechpartner. Um Beleg Ihrer Berichterstattung wird gebeten.
Freundliche Grüße
Ihre KIT-Pressestelle
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Materialwissenschaft: Glasbauteile wie Plätzchen backen
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Transparent, hitzebeständig und säureresistent – Glas ist extrem widerstandsfähig und vielseitig einsetzbar, etwa als optische Linse oder Kapillarröhrchen von wenigen Tausendstel Millimetern Größe. Um Glas so kleinskalig zu strukturieren, sind bislang ätzende Chemikalien und ein Reinraum notwendig mit entsprechendem Aufwand und Kosten. KIT-Forscher stellen nun im Fachmagazin Advanced Materials eine Alternative vor: „Liquid Glass“ ist ein bei Raumtemperatur dickflüssiges Glas-Kunststoff-Gemisch, das unter Licht vorhärtet und im Ofen zu reinem Glas ausbrennt. Die Verarbeitung erfordert nur weiche Silikonmasken und gängige lithografischen Gussverfahren.
„Mit unserer Methode Glasbauteile zu gießen, erreichen wir drei entscheidende Vorteile“, sagt Nachwuchsgruppenleiter Bastian Rapp am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT. „Wir können die Form beliebig wählen, mehrere Lagen auftragen und jedes Bauteil unkompliziert per Abguss vervielfältigen.“ Die formgebende Silikonmaske stellen die Forscher hochpräzise und kostengünstig als Abdruck eines Originalbauteils oder als 3D-Druck her. Im nächsten Schritt füllen sie „flüssiges Glas“ hinein und härten es mit Licht. Wie beim Plätzchenausstechen lässt sich die hitzeempfindliche Kunststoffmaske entfernen, ohne dass das Bauteil seine Form verliert. „In diesem Zustand können wir mehrere Bauteile beliebig zu komplexen Systemen zusammensetzen. Im Brennofen verbinden sich diese und härten zu Glas aus“, ergänzt Rapp. Das Verfahren macht es damit möglich, gläserne Mikrosysteme kostengünstig als Prototypen herzustellen, mikrofluidische Chips beispielsweise für 50 Eurocent pro Stück.
Mehr Informationen:
youtube.com/watch?v=XsZL7zajgr0
onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201506089/abstract
neptunlab.org
Bildunterschrift: Per Kapillareffekt fließt eine Säure in die mit pH-Indikator (gelb) gefüllte Mikrostruktur mit einer Kanalbreite von etwa 350 Mikrometern, die aus Liquid Glass geformt wurde (Bild: KIT).
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Klimawandel: Anpassen von Infrastrukturen
Der Klimawandel stellt eine große Herausforderung für technische Systeme und Infrastrukturen dar: Asphaltdecken von Autobahnen müssen Hitzewellen Stand halten, Kanalisationen größere Mengen an Starkregen aufnehmen und Klimaanlagen höhere Außentemperaturen bewältigen. Um die neuen Anforderungen an Produkte und Prozesse künftig besser zu berücksichtigen, hat ein Arbeitskreis des Deutschen Instituts für Normung (DIN) mit KIT-Beteiligung nun eine Vornorm (SPEC) erstellt.
„Obwohl die prognostizierten Folgen des Klimawandels erst ab Mitte dieses Jahrhunderts verstärkt zu erkennen und zu spüren sein werden, täuscht der Eindruck, dass noch hinreichend Zeit für die Anpassung besteht“, warnt Nachhaltigkeitsexperte Volker Stelzer vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT. „Planungshorizonte für die Investitionen von Infrastrukturen und Industriegütern betragen nicht selten bis zu 30 Jahre.“ Die Vornorm bietet deshalb eine Orientierungshilfe, um schon heute mit den Unsicherheiten in den Projektionen zum Klimawandel und dessen Folgen umzugehen. Zentrale Adressaten sind die nationalen und internationalen Normierungsgremien. Ihnen dient die Vornorm als Basis, um bei künftigen Verfahren die Anpassung an Folgen des Klimawandels besser zu berücksichtigen. Die Vornorm DIN SPEC 35220:2015-11 kann unter dem Titel „Anpassung an den Klimawandel - Umgang mit Unsicherheiten im Kontext von Projektionen“ beim Beuth Verlag bezogen werden.
Mehr Informationen:
itas.kit.edu/2016_017.php
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Verkehr: Luftseilbahnen für den ÖPNV?
Seilbahnen sind bisher meist als Freizeit- und Touristenattraktion bekannt. Seit einigen Jahren diskutieren Verkehrsexperten und Stadtplaner darüber, wie sie auch im innerstädtischen Verkehr eingesetzt werden können. Das Karlsruher Institut für Technologie untersucht im Projekt „Hoch hinaus in Baden-Württemberg“, inwiefern sich Seilbahnen im öffentlichen Personen-Nah-Verkehr realisieren lassen.
„Luftseilbahnen können das Verkehrsnetz in Städten gezielt um Direktverbindungen ergänzen – dazu müssen sie aber bereits in der Verkehrsplanung mitgedacht werden“, so Projektleiterin Maike Puhe vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT. Obwohl in den letzten Jahren mehrere Projekte dieser Art angegangen wurden, wurde bisher nur eine eher touristische Luftseilbahn zur Bundesgartenschau in Koblenz verwirklicht. Das Projektteam wird die Planungen realisierter und verworfener Projekte untersuchen, um die Zusammenhänge besser zu verstehen. Gemeinsam mit Partnern aus der Praxis werden die Wissenschaftler im Projekt Planungen für baden-württembergische Regionen durchspielen und Herausforderungen und Chancen für das neue Verkehrsmittel beschreiben.
Mehr Informationen:
itas.kit.edu/iut_lp_puhe16_hohibawu.php
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Wolken: Wie Laser Wolken dicker machen
Für den Klimawandel sind Wolken eine entscheidende Stellgröße. Je nach Wolkenart, -höhe und -dichte können Wolken den Treibhauseffekt verstärken oder schwächen. Doch noch sind die Mechanismen in den Wolken nicht vollständig verstanden. Wie Eiskristalle in Wolken auf Laserstrahlen reagieren, erklären Forscher nun in der Fachzeitschrift Science Advances und legen so die Basis für eine neue Untersuchungsmethode in der Wolkenforschung.
Hochenergetische Laserstrahlen können in dünnen Eiswolken eine hohe Anzahl neuer Eispartikel erzeugen und damit die optische Dicke dieser Wolken stark erhöhen. An der Wolkenkammer AIDA des KIT wurde dieser verblüffende Effekt zunächst entdeckt und nun in Laborexperimenten in Zusammenarbeit mit der Universität Genf aufklärt und in Hochgeschwindigkeits-Videos festgehalten. Die Laserstrahlen lösen in Eispartikeln eine Schockwelle aus zertrümmern und verdampfen diese. Der übersättigte Wasserdampf kondensiert auf den zahlreichen vom Laserstrahl erzeugten Ladungsträgern zu sehr vielen sehr kleinen Eispartikeln. Diese Eis-Nanopartikeln können unter geeigneten meteorologischen Bedingungen zu großen Eiskristallen heranwachsen und eine dichte Wolke bilden. „Diese Untersuchungen können möglicherweise zu einer neuartigen Fernerkundungsmethode für Cirrus-Wolken und eisübersättigte Zonen in der Atmosphäre führen“, erklärt Thomas Leisner, Direktor am Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT. „Bis aber eine Wolkenbeeinflussung vom Boden aus möglich wäre, müsste die Lasertechnik noch sehr deutliche Fortschritte machen.“
Originalveröffentlichung und Videos: Laser vaporisation of cirrus-like ice particles with secondary ice multiplication, M. Matthews, et al., DOI: 10.1126/sciadv.1501912,
advances.sciencemag.org/content/2/5/e1501912
Pressemeldung zur Entdeckung des Effekts:
kit.edu/kit/pi_2013_13037.php
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Virtual Reality: Prototypen für Dienstleistungen
Bevor ein neues Automodells in Serienproduktion geht, wird zunächst ein Prototyp entwickelt. Dieser lässt sich fahren und macht sämtliche Eigenschaften sowie mögliche Fehlentwicklungen erlebbar, so dass rechtzeitig angepasst werden kann. Für komplexe Dienstleistungen gibt es kein wissenschaftlich erprobtes System zum Entwickeln und Testen von Prototypen auf dem Weg zum marktreifen Produkt. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,7 Millionen Euro geförderte Verbundprojekt „dimenSion“ soll dies nun ändern.
Das KIT, die Hochschule Furtwangen und Projektpartnern aus der Industrie entwickeln einen digitalen Werkzeugkasten, mit dem sich einfach und schnell Dienstleistungsprototypen erstellen lassen. Darüber hinaus entwickeln die Forscher Visualisierungsmethoden, um Serviceleistungen noch vor der Einführung möglichst realitätsnah erlebbar zu machen. Die Gestaltungs- und Darstellungsmöglichkeiten reichen dabei von klassischen Desktop-Umgebungen bis hin zu virtueller Realität, bei der ein Nutzer eine Dienstleistung hautnah aus der Perspektive des Kunden erleben kann. Hierbei kommt das am KIT entwickelte System PolyVR zum Einsatz – eine Virtual Reality Engine, mit der sich schnell und einfach virtuelle Umgebungen, wie etwa eine virtuelle Fabrikhalle generieren und erleben lassen.
Mehr Informationen:
dimension-projekt.de
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Photovoltaik: „Organische Solarzellen werden neue Märkte erschließen“, erklärt Alexander Colsmann vom Lichttechnischen Institut des KIT. Die aus Kunststoffen bestehenden Solarzellen sind leicht, mechanisch flexibel, lassen sich in verschiedenen Farben fertigen und eröffnen damit vielfältige Anwendungsfelder und Gestaltungsmöglichkeiten. Colsmann und sein Team entwickeln neue Solarzellen-Architekturen, die sich in industriekompatiblen, material- und energiesparenden Druckprozessen herstellen lassen. Dabei steht neben der Verbesserung des Wirkungsgrades die Verwendung von umweltverträglichen Lösemitteln im Focus. Mehr Informationen und Videos: lti.kit.edu/opv.php
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Vibrations- und Neigungssensoren: Fahrradlampen, die sich bei Bewegung einschalten; mobile batteriebetriebene Geräte, die Strom sparen, wenn man sie aus der Hand legt, oder Funkchips für wertvolle Objekte, die sich melden, wenn Diebe Hand anlegen – kurz: Überall dort, wo sich etwas bewegt, kommen die energiesparenden Sensoren des KIT-Spin-offs Sensolute zum Einsatz. Der Sensor besteht aus einer winzigen Kugel und einer Kammer mit Kontaktpads, die bei Erschütterung eine Widerstandsveränderung verursachen. Die patentierten Sensorsysteme werden kostengünstig in großen Stückzahlen produziert und für sie kann eine individuelle Signalauswertung zur Erzeugung anwendungsspezifische Schaltbefehle entwickelt werden. Mehr Informationen: innovation.kit.edu/416.php
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Verkehrswissenschaftliches Kolloquium
Vortrag: "Getötete im Straßenverkehr – Maßnahmen gegen die Stagnation"
Siegfried Brockmann, Unfallforschung der Versicherer (UDV)
31. Mai 2016, 16:00 Uhr, KIT-Campus Süd
ifv.kit.edu
KIT im Rathaus: Klima und Umwelt
Atmosphäre, Wasser, Erde, Stoffströme, Naturgefahren
22. Juni 2016, 18.30 Uhr, Rathaus am Markt
zak.kit.edu/kit_im_rathaus
Symposium: Der Wiener Kreis – Aktualität in Wissenschaft und Kunst
1. und 2. Juli 2016, ZKM, Karlsruhe
Themen: Philosophie, Wissenschaftsgeschichte, Kunst
zkm.de/event/2016/07/der-wiener-kreis-aktualitat-in-wissenschaft-und-kunst
Verkehrswissenschaftliches Kolloquium
Vortrag: „Kapazitative Entwicklung von Fluggastanlagen“
05. Juli 2016, 16:00 Uhr, KIT-Campus Süd
Lars Schwickert, Fraport AG
ifv.kit.edu
interACT 25
14. – 16. Juli 2016, Baden-Baden
Themen: Spracherkennung, Automatisierte Übersetzung, Mensch-Maschine-Interaction
interact25.org
Weitere Termine finden Sie im
KIT-Veranstaltungskalender
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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
Kontakt:
Monika Landgraf
Pressesprecherin
Kosta Schinarakis
Themenscout
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41956
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: schinarakis@kit.edu
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