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Ausgabe 11/2014

Ausgabe 11/2014
author:

Kosta Schinarakis

source:

KIT - Presse

Date: 19.11.2014
KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 11/2014)
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 11/2014)

Mustermann,
 
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
 
Energiequelle: Warmes Wasser treibt Auto an


Luftfahrt: Pendler überfliegen den Stau

Mikrosysteme: Lösungen für Läufer und Heimwerker

Supraleitung: Maßgeschneidert für die Energietechnik

Lebensmitteltechnik: Bakterien effizienter zum Einsatz bringen

Nanopartikel: Wirkung auf die Lunge

Quantenphysik: Neuer supraleitender Zustand

Experte des Monats
Sascha Härtel: Sport im Winter

Gründer des Monats
Videmo: Videoanalyse

Tipps und Termine

Bioökonomie, Asphalt, Digitalisierung, Finanzen, Autonomes Fahren, Nachhaltige Gebäude

 

Energiequelle: Warmes Wasser treibt Auto an

: Das Entropierad nutzt die Energie des warmen Wassers im Becken, um ein Auto zu ziehen. (Bild: KIT/Wilhelm)

An Energie herrscht im Alltag eigentlich kein Mangel. Selbst im Abwasser steckt noch Wärme drin. Doch diese vielen kleinen Energiepakete sinnvoll zu nutzen, ist oft schwierig. Wärmepumpen können Wärme bei geringen Temperaturen quasi aufsammeln und bei höheren Temperaturen zum Heizen bereitstellen. Forscher am KIT wollen aber auch direkt mechanische Energie oder Strom aus Umgebungswärme gewinnen. In einem eindrucksvollen Video zeigen sie, wie etwa 60 Grad warmes Wasser sogar ein Auto ziehen kann.

„Wir nutzen dazu Federn aus Materialien, die bei Wärme ihre Festigkeit stark erhöhen und nicht wie die meisten Materialien leicht nachlassen“, erklärt Manfred Wilhelm, Direktor am Institut für Technische Chemie und Polymerchemie am KIT. „Mit Elastomer-Kunstoffen oder dem Memory-Metall Nitinol konnten wir ein sogenanntes Entropierad bauen, dass genug Drehmoment entwickelt, um Gewichte zu heben oder Autos zu bewegen.“ Die Speichen des etwa 50 Zentimeter hohen Rades bestehen aus Federn, die aus dem speziellen Material gefertigt sind. Die Nabe wird auf dem Beckenrand eines warmen Wasserbads fixiert, sodass die untere Hälfte des Rades hinein taucht. Dadurch ziehen sich die Federspeichen zusammen und heben den Schwerpunkt des Rades an, der dann quasi „vornüberfällt“. Das Rad dreht sich, die warmen Speichen tauchen auf, die Kühlen unter und der Prozess wird kontinuierlich weitergeführt. Über ein Seil, das sich an der Nabe aufwickelt, kann dann, wie im Video zu sehen, ein Auto mehrere Meter gezogen werden. „Abwärme aus Kraftwerken, Industrieprozessen oder Gewerbe, die nicht mehr zum Heizen genutzt werden, könnten mit einem marktreifen Entropierad und einem Generator wieder zu wertvollen Strom werden.“
 
Video: Entropierad zieht Auto:
www.itcp.kit.edu/wilhelm/661.php
 
Beitrag in „Der Sendung mit der Maus“ zum Entropierad:
www.ardmediathek.de/tv/Die-Sendung-mit-der-Maus/Entropiemotor/Das-Erste/Video?documentId=11606444&bcastId=1458
 
Bildunterschrift: Das Entropierad nutzt die Energie des warmen Wassers im Becken, um ein Auto zu ziehen. (Bild: KIT/Wilhelm)



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Luftfahrt: Pendler überfliegen den Stau

Wer hatte nicht schon einmal den Wunsch, dem allmorgendlichen Stau auf dem Weg zur Arbeit auf dem Luftwege zu entgehen? Eine zunächst abenteuerliche Idee, mit der sich das EU-Projekt myCopter befasst. Erforscht werden technologische Grundlagen für die spätere Entwicklung von „Personal Aerial Vehicles“ (PAVs), die individuellen Luftverkehr für Pendler in von Stau geplagten Städten ermöglichen. Wissenschaftler des Instituts für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse am KIT beschäftigten sich als Projektpartner mit den soziotechnischen Rahmenbedingungen der Zukunftstechnologie. Sie identifizierten Anforderungen an die Infrastruktur, schätzten den Einfluss von Wetterbedingungen ab und befragten Nutzer zu ihren Erwartungen.

Neben Herausforderungen, etwa hinsichtlich der Energieversorgung oder der Lärmbelastung, wurden dabei auch weitere noch zu lösende Fragestellungen sichtbar. So ergaben die Diskussionen mit Bürgern, dass sich viele für den Weg zur Arbeit einem autonomen Fluggerät anvertrauen würden, im Freizeitverkehr jedoch selbst die Kontrolle übernehmen möchten. Diese unterschiedlichen Autonomiegrade müssten, so die Wissenschaftler, bei der Planung der Infrastruktur, der Ausbildung potentieller Nutzer, sowie für die Ausgestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstellen im Fluggerät berücksichtigt werden. Ihre Erkenntnisse präsentieren sie gemeinsam mit den Partnerinstitutionen am Donnerstag, 20. November 2014 im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig.
 
myCopter-Projektseite:
mycopter.eu/home.html

myCopter-Homepage am KIT
www.itas.kit.edu/iut_lp_deck11_mycop.php


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Mikrosysteme: Lösungen für Läufer und Heimwerker

Angehende Ingenieure entwickeln kreative Lösungen für alltägliche Probleme: Unter diesem Motto überzeugten Studierendenteams des KIT mit ihren Ideen und qualifizierten sich als zwei der 10 bundesweit besten Teams für das Finale des VDE-Wettbewerbs COSIMA (Competition of Students in Microsystems Applications). Dem Team „JointWatchR“ sprach die Jury sogar den ersten Platz und das Preisgeld von 1000 Euro zu.

„JointWatchR“ entwickelt einen Laufschuh mit variabler Dämpfung. Diese lässt sich über eine App einstellen. Zudem verfügt der Laufschuh über eine eingebaute Sensorik, um ein Bewegungsprofil des Fußes beim Auftreten zu erstellen. Die Daten werden drahtlos an ein Smartphone gesendet, was sowohl Feedback während des Laufens als auch eine anschließende Auswertung ermöglicht. Das zweite Team „Drilltec“ entwickelt einen Bohrmaschinenaufsatz, der mithilfe von Sensortechnik durch ein Fadenkreuz darstellen kann, ob die Löcher gerade werden. Zusätzlich lässt sich mit dem Adapter die Bohrtiefe messen. So ist es möglich, ohne mechanische Lösungen gerade Löcher in der gewünschten Tiefe in eine Wand zu bohren.
 
Mehr Informationen:
www.jointwatchr.de
partner.vde.com/cosima-mems/teams/seiten/teamdrilltec.aspx


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Supraleitung: Maßgeschneidert für die Energietechnik
 

Kabel, Transformatoren, Motoren und Strombegrenzer: Viele energieeffiziente Anwendungen profitieren bereits von Supraleitern. Diese Materialien werden eingesetzt, da sie ihren elektrischen Widerstand bei ausreichender Kühlung vollständig verlieren. Um die Materialien für die jeweiligen Anwendungen zu optimieren, haben das KIT und die BASF-Tochter Deutsche Nanoschicht GmbH nun einen Kooperationsvertrag geschlossen und werden ab 2015 ein gemeinsames Labor betreiben.

„Supraleiter ermöglichen bereits heute innovative Anwendungen im Rahmen der Energiewende“, erklärt Bernhard Holzapfel, Direktor am Institut für Technische Physik am KIT. Das KIT verfügt seit 25 Jahren über ein breites Know-how im Bereich der Synthese und des Designs von Supraleitern. „In Zukunft werden wir die Eigenschaften des Supraleiters noch besser auf die unterschiedlichen Rahmenbedingungen in der Anwendung maßschneidern können, etwa hinsichtlich der Stärke und Orientierung von Strömen und Magnetfeldern.“ Im Rahmen der Kooperation werden die Partner gemeinsam Bandleiter für ein breites Anwendungsspektrum entwickeln. Supraleitende Bandleiter der neuesten Generation bestehen typischerweise aus einer Mikrometer dicken, supraleitenden Kristallschicht, die hochorientiert und nahezu einkristallin auf ein metallisches Trägerband abgeschieden wird, welches dem Supraleiter die notwendige Stabilität verleiht.
 
Pressemeldung der Deutschen Nanoschicht GmbH:
www.d-nano.com/aktuelles/presse.html

Weitere KIT-Projekte zu supraleitenden Kabeln und Strombegrenzern
www.kit.edu/kit/pi_2014_15866.php
www.kit.edu/kit/pi_2012_8718.php


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Lebensmitteltechnik: Bakterien effizienter zum Einsatz bringen
 

Viele traditionelle Lebensmittel erhalten erst durch Pilze oder Bakterien ihren typischen Geschmack, etwa Joghurt, Käse, Brot aber auch Salami und Wurst. Die Lebensmittelindustrie stellt mittels gefriergetrockneter Starterkulturen sicher, dass die richtigen Pilze und Bakterien ins Essen kommen. Aber die klassische Gefriertrocknung benötigt viel Energie, dauert lange und verursacht dadurch hohe Kosten. Forscher am KIT entwickeln derzeit ein schonendes und effizientes Vakuum-Trocknungsverfahren, welches gezielt Mikrowellen einsetzt.

„Bislang dauert die Trocknung bei geringen Temperaturen im Vakuum noch zu lang“, erklärt Heike Schuchmann, Leiterin des Bereichs Lebensmittelverfahrenstechnik am KIT. „Mikrowellen bringen die notwendige Trocknungsenergie direkt an den Ort, wo sie benötigt wird. Dies verkürzt den Prozess.“ Dabei wird eine Energieeinsparung von mindestens einem Drittel im Vergleich zur klassischen Gefriertrocknung erwartet. „Derzeit untersuchen wir gemeinsam mit unserem Kooperationspartner an der TU München, wie die Mikrowellen am besten eingesetzt werden, um Trocknungsgeschwindigkeit, Struktur und Qualität der Starterkulturen für die Anwendung zu optimieren“, sagt Volker Gaukel, der das Projekt am KIT leitet.
 
Mehr Informationen:
www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projekte-des-monats/2013-10-oktober


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Nanopartikel: Wirkung auf die Lunge
 

Kohlenstoff-Nanopartikel gehören zu den am weitesten verbreiteten künstlichen Nanopartikeln. Sie verbessern die Eigenschaften von Autoreifen und Druckertonern, entstehen aber auch bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern oder Biomasse. Das Projekt NanoCOLT untersucht nun die Langzeitwirkung von Kohlenstoff-Nanopartikeln auf gesunde und vorgeschädigte Lungen. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt in den nächsten drei Jahren mit zirka 2,4 Millionen Euro.

„Für die Wirkung von Nanopartikeln spielt vor allem ihre Oberfläche eine große Rolle“, erklärt Henning Bockhorn vom KIT. In Karlsruher Labor werden Nanopartikel aus der Gasphase synthetisiert und charakterisiert, einerseits angelehnt an industrielle Herstellungsverfahren, aber auch mit modifizierten Oberflächen. Hier lagern sich oftmals Allergene an, die oft mehr zum Gesundheitsrisiko beitragen, als das Kohlenstoffmaterial selber. Lungenspezialisten aus Marburg, Lübeck, Borstel und Hannover untersuchen, wie die unterschiedlichen Lungengewebe auf verschiedene Arten von Nanopartikeln und Allergenen reagieren. „Mit dem Wissen aus dem Projekt NanoCOLT werden sich gezielter Nanopartikeln herstellen lassen, die gleichermaßen technisch nutzbar und gesundheitlich unbedenklich sind.“
 
Weitere Informationen
www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2014d/1016a


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Quantenphysik: Neuer supraleitender Zustand
 

Supraleiter finden heute schon in ärztlichen Kernspintomographen oder in der Energietechnik Anwendung. Dennoch sind grundlegende Fragen noch immer offen. Supraleitung entsteht durch eine anziehende Wechselwirkung, die Elektronen zu Paaren vereinigt. Je nachdem, ob diese Kraft schwach oder stark ist, bilden sich die Paare erst beim Auftreten der Supraleitung oder schon bei höheren Temperaturen. Ein internationales Forscherteam hat nun erstmals in einem Festkörper im Bereich zwischen den beiden Mechanismen einen neuartigen supraleitenden Zustand erzeugt, wie sie in der Fachzeitschrift PNAS berichten (DOI: 10.1073/pnas.1413477111).

„Wir haben hier ein bislang kaum erforschtes Terrain der Supraleitung untersucht“, erklärt Hilbert von Löhneysen, Leiter des Instituts für Festkörperphysik am KIT. In Karlsruhe wurden die hochreinen Festkörperproben aus Eisenselenid hergestellt und ihre supraleitenden Eigenschaften charakterisiert. Die japanischen Kooperationspartner haben die Proben in hohen Magnetfeldern untersucht und am Übergang zwischen schwach und stark gekoppelten Elektronen (BCS-BEC-Crossover) Evidenz für einen neuen Zustand der Supraleitung gefunden, der bisher noch nicht in Festkörpern beobachtet wurde. Weitere Untersuchungen sind geplant, die eventuell Hinweise geben, wie Supraleitung bei höheren Temperaturen erzielt werden könnte.
 
Weitere Informationen:
www.pnas.org/content/early/2014/11/05/1413477111.abstract


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Experte des Monats
Sport im Winter: „Für das Grundlagentraining ist der Winter wie jede Jahreszeit geeignet“, widerspricht Dr. Sascha Härtel vom KIT der gern bemühten Ausrede, Sport in der Kälte sei eher schädlich. „Gesunde Sportler können bei bis zu minus 15 Grad Celsius gefahrlos trainieren.“ Der Leiter der Abteilung Leistungsdiagnostik unterstützt unter anderem die Fußballer des Karlsruher Sportclubs KSC bei der Erstellung von Trainingsplänen für Sommer- und Winterpause. „Nur beim Intensivtraining mit hohen Atemfrequenzen in zu trockener Winterluft sollte man achtgeben.“ Trocknen die Schleimhäute aus, hat das Immunsystem mehr Mühe, mit Krankheitserregern fertig zu werden. „Lange, aber gemütliche Trainingsläufe sind im Winter genau das Richtige, um die Grundlagen für den Frühling zu legen.“ Mehr über Härtels Forschung unter: www.sport.kit.edu/Personal_Sascha_Haertel.php


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Gründer des Monats
Videoanalyse: Seine Kunden lernt man am besten von Angesicht zu Angesicht kennen. Geht das nicht, kann man die intelligente Videoanalyse des KIT-Spinoffs Videmo nutzen. „Mit unserer Analysetechnologie lässt sich die Alters- oder Geschlechtsverteilung von Besuchern automatisch und anonym erfassen – ein richtiger Mehrwert für die Marktforschung“, so Rainer Stiefelhagen, einer der drei Gründer. Aber auch im Sicherheitsbereich findet die Gesichtserkennung von Videmo Anwendung, indem sie etwa Zugangskontrollsysteme einfacher und sicherer macht. Für weitere Informationen: www.kit-gruendernews.de/?p=62#more-62


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Tipps und Termine
Carl-Benz-Gedenkvorlesung über Autonomes Fahren
Martin Zeilinger, Daimler Trucks
Tobias Miethaner, Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Christoph Stiller, Karlsruher Institut für Technologie
27. November 2014, 16.15 Uhr, KIT-Campus Süd
Themen: Mobilität, Automobil, Autonomes Fahren
www.mobilitaetssysteme.kit.edu/index.php
 
Workshop Lebenszykluskosten energieoptimierter Gebäude

27. November 2014, Frankfurt am Main
Themen: Planung, Instandhaltung, Gebäudebetrieb
www.enob.info/de/veranstaltungstermine/veranstaltung/details/enob-workshop-2014-lebenszykluskosten-energieoptimierter-gebaeude
 
 
Kolloquium Sustainable BioEconomy

4. Dezember 2014, KIT-Campus Nord
Themen: Bioökonomie, Geschäftsmodelle, Wertschöpfung
Anmeldung bei sabrina.meocolombo@kit.edu
 
Karrierewege in der Wissenschaftskommunikation

9. Dezember 2014, 14 Uhr, Potsdam, 7. Forum Wissenschaftskommunikation
Themen: Berufsbilder, Rollen, Ausbildung
www.wissenschaft-im-dialog.de/forum-wissenschaftskommunikation/programm
 
Kolloquium Neues aus der Straßenbautechnik

17. Dezember 2014, KIT-Campus Süd
Themen: Asphalt, Recycling, Flüster-Asphalt
www.ise.kit.edu/1623_1641.php
 
Colloquium Fundamentale: Digitale Revolution

Vortrag: Googelst du noch oder denkst du schon? Medienmüdigkeit in Zeiten der Digitalisierung
Markus Appel, Universität Koblenz-Landau
Paula Bleckmann, Kriminologisches Forschungsinstitut Niedersachsen e.V.
11. Dezember 2014, KIT-Campus Süd
www.zak.kit.edu/colloquium_fundamentale.php
 
Symposium Finanzen, Banken und Versicherungen

19. und 20. Dezember 2014, KIT-Campus Süd
Themen: Unternehmensfinanzen, Bankwesen, Risikoanalysen
www.symposium-dgf2014.kit.edu/Program.php


Weitere Termine finden Sie im
KIT-Veranstaltungskalender


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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik, von fundamentalen Fragen bis zur Anwendung. Mit rund 9.400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, darunter knapp 6.000 in Wissenschaft und Lehre, sowie 24.500 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.
 
 
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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