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Ausgabe 07/2018

Ausgabe 07/2018
Datum: 25.07.2018
KIT-Kompakt 07/18 - Holzindustrie 4.0, Gesundheit, Nanotechnologie, Energiewende, Quantencomputer
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 07/2018)

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 Pressestelle des KIT
 
 
Quantencomputer: Supraleitender Sensor für Mikrowellen

Industrie 4.0: Anpassungsfähiges Schulungssystem für die Holz- und Möbelbranche

Gesundheit: Elektronische Tagebücher per App führen

Nanotechnologie: Optisches Material mit hoher Dualitäts-Symmetrie

Systemanalyse: Nachhaltigkeit der Energiewende überprüfen
Experte des Monats
Maximilian Fichtner: Energiespeicherung

Gründer des Monats
First Momentum Venture: Risikokapital

KIT.audio | Der Forschungspodcast
Hintergründige Einblicke zu gesellschaftlichen Herausforderungen

Tipps und Termine
Energie, Wasserqualität, Architektur, Batterien, Philosophie
 
 
 
Quantencomputer: Supraleitender Sensor für Mikrowellen
Über einen Resonator (mitte) wird das Qubit (oben) ausgelesen, das als Sensor für Mikrowellensignale dient. (Bild: A. Schneider/KIT)
Supraleitende Quantencomputer gelten als Zukunftstechnologie, sind aber komplexe und sensitive Geräte. Störungen zu analysieren ist schwierig, weil ihr Kern bei niedrigen Temperaturen arbeitet, wo konventionelle Technik nicht einsetzbar ist. Ein Forscherteam hat nun den Einfluss von elektromagnetischen Feldern auf supraleitende Qubits, den Grundbausteinen von Quantencomputern, im Betrieb vermessen, wie es im Fachmagazin Physical Review A berichtet. Damit lassen sich Qubits jetzt nutzen, um Leistung und Frequenz von Mikrowellensignalen genau zu vermessen.

„Durch die Anregung verschiedener Zustände im Qubit wird ein eindeutiges Resonanzspektrum erzeugt, das wie ein Fingerabdruck charakteristisch für die umgebenden elektromagnetischen Felder ist“, beschreibt Erstautor Andre Schneider vom KIT das Verfahren. So wird die Mikrowellenumgebung direkt mit dem Quantenchip charakterisiert, ohne dass zusätzliche Hardware benötigt wird. Seine hohe Empfindlichkeit könnte die Entwicklung extrem genauer Sensoren und Detektoren etwa für Telekommunikation oder biomedizinische Bildgebung ermöglichen. „Der Nachteil von Quantensystemen ist ihre Empfindlichkeit gegenüber externen Feldern. Genau dies nutzen Quantensensoren aus, um hochauflösende Messungen zu ermöglichen“, erklärt Martin Weides, der am KIT und der Universität Glasgow forscht. Die Forschung ist Teil des Projekts "Scalable Solid State Quantum Computing" der Helmholtz-Gemeinschaft und wird vom Europäischen Forschungsrat ERC gefördert. (kes)

Mehr Information:
journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.97.062334

gla.ac.uk/schools/engineering/staff/martinweides

Bildunterschrift: Über einen Resonator (mitte) wird das Qubit (oben) ausgelesen, das als Sensor für Mikrowellensignale dient. (Bild: A. Schneider/KIT)


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Industrie 4.0: Anpassungsfähiges Schulungssystem für die Holz- und Möbelbranche

Roboter, Sensoren und Netzwerke sind die Schlagworte, die man landläufig mit dem Trend Industrie 4.0 verknüpft. Ebenso wichtig ist jedoch, die Fachkräfte zu qualifizieren. Gerade dann, wenn die Branche keine große Schnittmenge zum Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT) hat. Ein vollständiges und anpassungsfähiges Schulungssystem für Fachkräfte aus der Holz- und Möbelbranche wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT mit Partnern aus fünf europäischen Ländern deshalb im Projekt In4wood entwickeln. Die EU fördert dieses Projekt mit 1,2 Millionen Euro.

„Wir haben festgestellt, dass innerhalb des Holz- und Möbelsektors ein Mangel an Fachkräften mit ausreichendem Wissen über ICT und daraus hervorgehende Technologien besteht“, sagt Maria Victoria Gómez Gómez vom Fachgebiet Building Lifecycle Management des KIT. „Ziel des Projekts ist deshalb, einen vollständigen Leitfaden für die Entwicklung intelligenter Möbelfabriken der Zukunft zu erstellen und einen Lehrplan zu entwerfen und zu etablieren, um die Kompetenzlücken zu schließen.“ Das KIT erarbeitet dabei Schulungsmaterialien, die über 300 Videos beinhalten. Außerdem entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Konzepte, um physische und virtuelle Gegenstände zu vernetzen und zusammenarbeiten zu lassen, beispielsweise mittels erweiterter Realität, in der sich virtuelle Inhalte mit der „echten“ Welt vermischen. In4wood möchte die berufliche Aus- und Weiterbildung modernisieren und einen Überblick über die spezifischen Bedürfnisse eines Unternehmens hinsichtlich der verschiedenen Schlüsseltechnologien von Industrie 4.0 geben. (swi)

Mehr Information:
in4wood.eu/de


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Gesundheit: Elektronische Tagebücher per App führen

Selbstverletzendes Verhalten wie das Ritzen der Unterarme gilt nach Einschätzung der Weltgesundheitsorganisation als ernst zu nehmende Bedrohung für die Gesundheit Heranwachsender. Das Projekt STAR (Self-Injury – Treatment Assessment Recovery, zu Deutsch „Selbstverletzendes Verhalten: Mechanismen, Intervention, Beendigung“) – zu dem das KIT beiträgt – will herausfinden, ob und welche Alltagsprozesse bei Jugendlichen mit selbstverletzendem Verhalten Vorhersagen über den weiteren Verlauf ihrer Störung erlauben und ob sich daraus Methoden zur Therapie und Prävention ableiten lassen.
 
Ein Mittel, um das für Jugendliche typische affektive Auf und Ab zu beobachten, sind elektronische Tagebücher: Mehrmals täglich fordert eine Smartphone-App Probanden dazu auf, einen kurzen Fragebogen auszufüllen. Die App basiert auf einer Software von movisens, einer Ausgründung des KIT; für ihre inhaltliche Ausgestaltung zeichnet in einem Teilprojekt von STAR das Team von Philip Santangelo am Institut für Sport und Sportwissenschaft des KIT verantwortlich. Es schult zudem die Partner, bei denen die eigentliche Erhebung stattfindet, in der Handhabung. Partner des KIT in dem vom BMBF mit rund 3,1 Millionen Euro geförderten Projekt sind die Universitätskliniken Ulm und Heidelberg, das Zentralinstitut für Seelische Gesundheit Mannheim sowie die Universität Koblenz-Landau. (del)

Mehr Information:
gesundheitsforschung-bmbf.de/de/star-selbstverletzendes-verhalten-mechanismen-intervention-beendigung-7506.php


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Nanotechnologie: Optisches Material mit hoher Dualitäts-Symmetrie

Materialien, die keine Rückstreuung aufweisen und für polarisiertes Licht durchlässig sind, könnten in greifbare Nähe rücken. Notwendig dafür sind Stoffe, die eine hohe elektromagnetische Dualitäts-Symmetrie aufweisen, also auf elektrische und magnetische Felder identisch reagieren. Forschenden des KIT ist es gelungen, ein Material auf der Basis geeigneter Nanopartikel zu entwickeln, dessen elektromagnetische Dualitäts-Symmetrie deutlich höher ist als bei allen bisher betrachteten Materialien. Die Ergebnisse sind nun in der Zeitschrift Physical Review Applied erschienen.

Die Dualitäts-Symmetrie ist für viele Effekte elektromagnetischer Felder von entscheidender Bedeutung. „Die Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt zur Realisierung maßgeschneiderter Materialien mit einem hohen Maß an Dualitäts-Symmetrie, die wichtige technologische Anwendungen haben“, sagt Ivan Fernandez Corbaton, Seniorautor vom Institut für Nanotechnologie des KIT. „Die Forschungsarbeiten haben eine große Bedeutung für die Entwicklung superflacher optischer Bauteile in zukünftigen Photonen-Chips“, ergänzt Aso Rahimzagedan, Erstautor der Studie vom Institut für Theoretische Festkörperphysik des KIT. (sfo)
 
Mehr Information:
journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.9.054051
 

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Systemanalyse: Nachhaltigkeit der Energiewende überprüfen

Die Transformation des Energiesystems von fossilen und nuklearen hin zu erneuerbaren Energieträgen ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Der Wandel bezieht sich neben den technischen Infrastrukturen wie Kraftwerken oder Stromleitungstrassen auch auf den sozialen und ökonomischen Bereich: So werden beispielsweise Konsumenten gleichzeitig zu Energieproduzenten. Expertinnen und Experten für Energiesystemanalyse und Nachhaltigkeitsbewertung des KIT haben ein Monitoring-System entwickelt, um die Nachhaltigkeit der Energiewende anhand aussagekräftiger Indikatoren zu überprüfen. Nun hat der Verlag „Springer Nature“ das 2017 veröffentlichte Paper zu dem Monitoring-System ausgezeichnet und in seine Liste von Beiträgen mit dem „Potenzial die Welt zu ändern“ aufgenommen.

Die Energiewende bringt technische und ökonomische Veränderungen mit sich. Sie löst damit auch soziale Konflikte aus, etwa aufgrund des größeren Flächenverbrauchs von Windfarmen oder Photovoltaikfeldern gegenüber Kohle- oder Gaskraftwerken. „Um den Prozess der Energiewende zu bewerten und den Wandel an der sozio-technischen Schnittstelle zu analysieren, haben wir ein Monitoring-System entwickelt. Dieses umfasst 45 Nachhaltigkeitsindikatoren unter anderem zu Akzeptanz, Partizipation, Chancengleichheit oder Energiearmut“, sagt Christine Rösch, die das Monitoring-System zusammen mit Klaus-Rainer Bräutigam, Jürgen Kopfmüller, Volker Stelzer, Annika Fricke und Patrick Lichtner am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT erarbeitet hat. Zielwerte für 2020, 2030 und 2050 ermöglichen es nachzuvollziehen, ob es einen Wandel in die richtige Richtung gibt und ob er sich mit ausreichender Geschwindigkeit vollzieht. (swi)

Mehr Information:
link.springer.com/article/10.1186/s13705-016-0103-y

springernature.com/gp/researchers/campaigns/change-the-world/earth-and-environmental-sciences


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Experte des Monats
Energiespeicherung: „Wir wollen Batterien aus nachhaltig verfügbaren Materialien entwickeln, die eine höhere Energiedichte aufweisen und die leichter, langlebiger, sicherer und kostengünstiger sind als bisher verfügbare“, erläutert Maximilian Fichtner das Ziel seiner Forschungsgruppen, die er am Institut für Nanotechnologie des KIT und am Helmholtz-Institut Ulm, einer Kooperation des KIT und der Universität Ulm, leitet. Neben der Verbesserung von Lithium-Ionen-Batterien steht die Entwicklung lithiumfreier Batterien im Fokus. Batteriematerialien, welche reversibel mittels Natrium, Magnesium, Calcium, Aluminium, Chlorid und Fluorid speichern, zählen zu den Optionen, die den begrenzt verfügbaren Rohstoff Lithium als Ladungsträger für Akkus künftig ersetzen könnten. (kes) Mehr Information: www.sek.kit.edu/kit_experten_fichtner.php


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Gründer des Monats
Risikokapital: „Wir haben hier eine tolle, vernetzte Gründerszene in Karlsruhe“, sagt Sebastian Böhmer, Alumni des KIT. „Was aber fehlt, das ist das Geld.“ Deshalb gründete er mit vier Kommilitonen „First Momentum Venture“, Deutschlands ersten studentischen Wagniskapitalfonds. Junge Gründer erhalten hier sowohl Know-how, Netzwerk als auch Frühfinanzierung, um den ersten Schwung in die Gründung zu bekommen. Nun hat „First Momentum Venture“ 1,4 Millionen Euro von Risikokapitalgebern eingesammelt, um aussichtsreiche Tech-Start-ups in der Region zu fördern. (kes) Mehr Information: firstmomentum.vc


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KIT.audio | Der Forschungspodcast
Energiewende, Klimawandel, Zukunft der Arbeit: Viele gesellschaftliche Diskussionen sind mehrschichtig und langwierig. Und doch erreichen sie uns regelmäßig auch tagesaktuell etwa in Form von Schlagzeilen zu Netzausbau, Hitzewellen oder Robotern. Bei der Einordnung dieser Schlaglichter helfen hintergründige Einblicke in Zusammenhänge, wie sie der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie unterhaltsam anbietet. Die archivierten, aber nicht veralteten Ausgaben des Podcasts finden Sie online unter: sek.kit.edu/2203.php.

KIT.audio ist der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie. Es erkundet ein aktuelles Forschungsthema. Die eingefangenen O-Töne, Geräuschkulissen und Sounds verweben in der Art eines Features zu intensiven Hörstücken von etwa 30 Minuten Dauer. (kes)

Mehr vom Podcast KIT.audio auf kit.edu/audio oder bei iTunes.

Besuchen Sie uns auch auf dem Portal Soundcloud. Dort finden Sie im „Campus Report“  Impressionen und Eindrücke aus den Laboren und Hörsälen des Karlsruher Instituts für Technologie. Die populärwissenschaftlichen Beiträge im dreiminütigen Radioformat erscheinen wöchentlich online unter soundcloud.com/karlsruherinstitutfuertechnologie


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Tipps und Termine
Vortrag „Effective Altruism“
Donnerstag, 26. Juli 2018, Karlsruhe
Der Philosoph William MacAskill von der Universität Oxford erörtert auf der vom KIT mitveranstalteten Konferenz ISUS 2018 die Fragen des Altruismus: Wie lässt sich die Welt verbessern und wie kann ich mich daran beteiligen? Wie kann ich mit meinen Mitteln möglichst viel tun, um die Welt zu verbessern? Ist es vielleicht besser, einem Beruf nachzugehen, in dem ich ein hohes Einkommen habe und dann das Einkommen zu spenden?
isus2018.de/menu/programme/thursday-july-26

Vortrag „Leben an Grenzflächen“
Donnerstag, 26. Juli 2018, Karlsruhe
Harald Horn vom KIT hält den Festvortrag auf der Jahrestagung des KIT-Zentrums für Klima und Umwelt. Anlässlich der vorangehenden Verleihung des Sparkassen-Umwelt-Preises stellen die fünf Preisträger ihre Forschung vor.
klima-umwelt.kit.edu/downloads/Einladung_Jahrestagung_Sparkassenpreis_Juli2018_web.pdf
 
Start des Science Camps „Energie“
Sonntag, 29. Juli 2018, Karlsruhe
Wie könnte der Energiemix meiner Zukunft aussehen? Was macht den nachhaltigen Umgang mit unseren Ressourcen aus? In den „Großen Ferien“ können sich wissenschafts- und technikinteressierte Schülerinnen und Schüler in fünftägigen Science Camps des KIT mit dem Thema erneuerbare Energien auseinandersetzen; etwa durch Projekte mit Experimenten, Recherchen, Modellen und Interviews mit Wissenschaftlern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen.
zml.kit.edu/science-camp-energie.php
 
Ausstellung „Tabakschuppen in Hayna“
Sonntag, 5. August 2018, Karlsruhe
Im Rahmen des „Markts der Ideen“ zeigen Masterstudierende des KIT ihre Entwürfe zu neuen Nutzungskonzepten der traditionellen Tabakschuppen in Hayna.
akbw.de/veranstaltungen/detail/veranstaltung/tabakschuppen-hayna-markt-der-ideen.html
 
Symposium „Magnesium Batterien“
Donnerstag, 27. und Freitag  28. September 2018, Ulm
Batterien aus dem Element Lithium bilden heute den Standard. Doch die nächste Batterietechnologie-Generation könnte auf dem Element Magnesium basieren. Im Labor zeigt es höhere Speicherdichten, es kommt häufig in der Natur vor und ist ungiftig.
mg-batt.de/MgBatt2


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Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 25 000 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen.


 
 
Kontakt:

Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
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Kosta Schinarakis
Themenscout

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-21165
E-Mail: schinarakis@kit.edu

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