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Ausgabe 10/2018

Ausgabe 10/2018
Datum: 24.10.2018
KIT-Kompakt 10/18 - Batterien, Zahnmedizin, Smart Grids, Terahertz-Kommunikation
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 10/2018)

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
 
 
Plasmonische Mikrochips: Einfach zwischen Licht und Terahertz-Strahlen wandeln

Materialwissenschaften: Schmerzfreie Zahnbehandlungen dank lichtempfindlichem Klebstoff

Batterien: Produktionskosten klein falten

Smart Grids: Kommunikation in den Stromnetzen der Zukunft
Experte des Monats
Nicolaus Dahmen: Bioökonomie

Gründer des Monats
apic.ai: Bienen und KI

KIT.audio | Der Forschungspodcast
Hintergründige Einblicke zu gesellschaftlichen Herausforderungen

Tipps und Termine
Neutrinos, Zecken, Sensorik, Tierversuche, Crime-as-a-Service, Wegwerfbauten, Tanzen, Segelfliegen
 
 
 
Plasmonische Mikrochips: Einfach zwischen Licht und Terahertz-Strahlen wandeln
Ausgestattet mit einer speziellen Nanostruktur ermöglichen plasmonische Mikrochips die Wandlung von Licht- in Terahertzsignale und die Wandlung von Terahertzsignalen in elektrische Signale. (Grafik: IPQ/KIT)
Die rasante Entwicklung der Terahertz-Technologie in den letzten Jahren weckt die Hoffnung auf ein neues Zeitalter der Massenkommunikation und der Messtechnik in einem bislang ungenutzten Frequenzbereich. Allerdings ist der Einsatz von Terahertz-Signalen bislang auf wenige Anwendungen beschränkt, weil es technisch sehr aufwendig ist, diese zu erzeugen und zu verarbeiten. Einem multidisziplinären Forscherteam des KIT ist es nun gelungen, Photonik und Terahertz-Technologien auf einem einzigen Silizium-Chip zu vereinen, wie sie im Fachmagazin Nature Photonics berichten.

Die Forschenden verwenden dazu eine Nanostruktur, in der Lichtwellen zunächst in Plasmaschwingungen auf einer Metalloberfläche, sogenannte Oberflächenplasmonen, überführt und dann weiter in einen elektrischen Strom umgewandelt werden. Dieser Strom führt zur Abstrahlung eines Terahertz-Signals. „Der Clou ist, dass wir mit denselben Bauteilen auch Terahertz-Wellen empfangen und in elektrische Signale umwandeln können“, sagt Tobias Harter, der maßgeblich an der Entwicklung im Team unter der Leitung von Professor Christian Koos von den Instituten für Photonik und Quantenelektronik sowie für Mikrostrukturtechnik des KIT beteiligt war. Plasmonische Mikrochips könnten zukünftig an der Schnittstelle zwischen optischen Glasfaserkabeln und drahtlosen Übertragungsstrecken verwendet werden. Doch auch jenseits der Kommunikationstechnik gibt es eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten. Dazu zählen neue spektroskopische Methoden in der Medizintechnik und den Lebenswissenschaften sowie neue Sensoren für die industrielle Messtechnik. (mhe)

Artikel in Nature Photonics:
nature.com/articles/s41566-018-0237-x

Bildunterschrift: Ausgestattet mit einer speziellen Nanostruktur ermöglichen plasmonische Mikrochips die Wandlung von Licht- in Terahertzsignale und die Wandlung von Terahertzsignalen in elektrische Signale. (Grafik: IPQ/KIT)


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Materialwissenschaften: Schmerzfreie Zahnbehandlungen dank lichtempfindlichem Klebstoff

Zahnarztbesuche sind nicht gerade beliebt. Viele Menschen fürchten sich vor schmerzhaften Behandlungen mit Bohrer, Meißel oder Zange. Abhilfe könnte (zum Teil) ein Projekt unter Koordination des KIT schaffen: Klebstoffe, die unter Lichteinfluss ihre Wirkung verlieren. Alter Zahnersatz könnte so bei der Erneuerung mit wenig Mühen entfernt werden. Der Australian Research Council (ARC) fördert das Projekt nun mit über 350 000 Australischen Dollar.

„Anstatt die Zange im Mund zu verwenden, um alte Kronen auszuhebeln, könnte der Zahnarzt einfach einen Lichtstrahl über den Bereich schwenken und das Bauteil löst sich,“ erklärt Christopher Barner-Kowollik, der am KIT und an der Queensland University of Technology (QUT) in Brisbane lehrt und forscht. Er erforscht mit seinen Teams, wie monochromatisches Laserlicht Materialeigenschaften verändern kann. So soll zahntechnischer Klebstoff durch Licht dazu gebracht werden, zu kleben oder nicht mehr zu kleben. Nach diesem Prinzip entsteht ein leicht zu entfernender temporärer Kleber, der die schmerzfreie Erneuerung von Zahnersatzimplantaten, Zahnkronen oder -spangen ohne mechanische Krafteinwirkung ermöglicht. Gemeinsam mit der Firma Ivoclar Vivadent in Liechtenstein will das Team die Dentalmaterialien nun weiterentwickeln. (che/kes)

Mehr Information:
qut.edu.au/news?id=132129

macroarc.de


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Batterien: Produktionskosten klein falten

Leistungsfähige Energiespeicher, wie Lithium-Ionen-Akkus, sind Hoffnungsträger für die Elektromobilität. Bislang ist es sehr schwierig die Bauteile der Akkus, die sogenannten Zellen, automatisiert aufzubauen – zu hoch waren die Qualitätsanforderungen und zu sensibel die Materialien. Ein Verfahren aus dem KIT verspricht nun Abhilfe.

Zentraler Prozess der Zellfertigung ist die Stapelbildung. Folienbahnen aus Elektroden und Elektrolyten werden wiederholt übereinander gesetzt. Das bisher gängige Verfahren stapelt zuvor ausgestanzte Einzelblätter aufeinander. Der jetzige Prototyp besteht aus im Zickzack verlaufenden Materialbahnen, die durch besondere Beschichtungslücken problemlos übereinander zu falten sind. Diese Elektronenbahnen verringern das bisherige Problem der Kurzschlüsse bei Batterien durch Stanzgrate und -partikel. Die Faltung wird bis zur gewünschten Stapelhöhe kontinuierlich wiederholt, wobei die Lagenanzahl von den gewünschten elektrischen Kennwerten der fertigen Zelle abhängt. Vorteile des automatisierten Verfahrens finden sich neben geringeren Produktionskosten in hoher Energiedichte, Prozessstabilität und Taktung. Der erfolgreiche Prototyp aus dem Labor soll nun mit der Industrie bis zur Marktreife entwickelt werden. (che)

Mehr Information:
kit-technology.de/de/technologieangebote/details/643


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Smart Grids: Kommunikation in den Stromnetzen der Zukunft

Die Energiewende stellt konventionelle Stromnetze vor große Herausforderungen: Der gleichzeitige Ausbau erneuerbarer Energien und der Elektromobilität erzeugt Schwankungen sowohl bei der Erzeugung als auch beim Verbrauch. Um weiterhin einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, müssen die Stromnetze der Zukunft mit intelligenten Analysewerkzeugen und automatischen Steuersystemen ausgestattet werden. Ein solches „Smart Grid“ muss also nicht nur Energie, sondern auch Daten zuverlässig transportieren, die in Echtzeit über Bedarf und Produktion informieren.

Wissenschaftler des KIT haben nun ein neuartiges Kommunikationssystem für „Smart Grid“ und „Smart Home“-Anwendungen erfolgreich getestet, das diesen Anforderungen genügt. „Wir schlagen vor, zwei bereits etablierte Kommunikationstechnologien so zu kombinieren, dass jederzeit ein robuster Datenverkehr garantiert ist“, sagt Friedrich Wiegel vom Institut für Automation und angewandte Informatik (IAI) des KIT. Das neue System bringt dabei drahtlose Funktechnologien wie sie heute in vielen Smart-Home-Anwendungen eingesetzt werden mit der Powerline Communication zusammen, bei der Datensignale auf die Spannung in Stromleitungen aufgespielt werden. Intelligent kombiniert ergeben beide Übertragungswege ein sogenanntes Crossmedia Mesh Network, welches Stärken nutzt und Schwächen ausgleicht. Neben einer größeren Ausfallsicherheit durch Redundanz sowie einem größeren Abdeckungsbereich wird die neue Methode bei konstruktiver Parallelisierung der Datenströme im realen Einsatz vermutlich auch eine höhere Übertragungsrate erzielen können. Vorgestellt wurde die neue Methode erstmals auf der „International Conference on Smart Energy Grid Engineering“ (SEGE) 2018 in Oshawa, Kanada. Für seinen Beitrag wurde Friedrich Wiegel dort mit einem der Best Paper Awards 2018 ausgezeichnet. (mhe)
 
Mehr Information:
iai.kit.edu/IAI-News-Archiv_2487.php
 

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Experte des Monats
Bioökonomie: „Erneuerbare Energien ersetzen fossile Energieträger zwar bei der Gewinnung von Wärme und Strom, aber Biomasse ist der einzige erneuerbare Kohlenstoffträger“, erklärt Nicolaus Dahmen. Kohlenstoff aus Biomasse könnte zum Beispiel für die Herstellung von chemischen Produkten wie Kunststoffen genutzt werden. Auf dem Weg hin zu einer biobasierten Industrie forscht Dahmen, um Biomasse – etwa Reststoffe der Forst- und Landwirtschaft wie zum Beispiel Stroh – künftig großtechnisch verarbeiten zu können. (kes) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_dahmen.php


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Gründer des Monats
Bienen und KI: Das ambitionierte Ziel des Startup apic.ai lautet „Gemeinsam Bienen retten und die biologische Vielfalt erhalten.“ Dafür beobachtet apic.ai  Bienenvölker beim Betreten und Verlassen ihrer Bienenstöcke per Kamera. Diese Bilddaten werden mithilfe Künstlicher Intelligenz ausgewertet. Frederic Tausch, apic.ai-Mitglied und Informatik-Student am KIT, verantwortlich für die visuelle Erfassung der Bienen, kann damit automatisiert per Software Tool überprüfen, ob sie genug zu fressen haben, wann sie unterwegs sind oder Parasiten haben. (sfo) Mehr Information (auch als Video): apic.ai


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KIT.audio | Der Forschungspodcast
Energiewende, Klimawandel, Rohstoffe oder 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. (kes)

KIT.audio ist der Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie. Er 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.

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 Radioformat erscheinen wöchentlich online unter  soundcloud.com/karlsruherinstitutfuertechnologie


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Tipps und Termine
Freitag, 26. Oktober 2018, Karlsruhe
Kolloquium „10 Jahre KCETA“
Julius Wess-Preisträger Francis Halzen wird den Festvortrag auf der Veranstaltung des KIT-Zentrums Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik halten. kceta.kit.edu/veranstaltungen.php

Freitag, 2. November 2018, Karlsruhe
Jubiläum 90 Jahre Hochschulgruppe Akaflieg
Unter dem Motto "Forschen, Bauen, Fliegen" engagieren sich Studierende in der Gruppe akademisches Fliegen für das Segelfliegen. Auf der Festveranstaltung stellen sie unter anderem ihr ambitioniertes Projekt eines modernen Nurflügel-Segelflugzeugs vor. akaflieg-karlsruhe.de
 
Freitag, 9. November 2018, Karlsruhe
take.build.repeat. Symposium für ressourcengerechtes Bauen
Das Symposium am KIT hinterfragt die Wegwerfmentalität der Bauindustrie. Es widmet sich der Frage, wie wir unsere Städte der Zukunft bauen können, ohne die natürliche Umwelt auszubeuten.
arch.kit.edu/aktuelles/take_build_repeat.php, AP: Frank Metzger, 0721 608-46143, frank.metzger@kit.edu
 
Samstag, 10. November, Karlsruhe
Ball des KIT
Eleganten Tanz, festliches Ambiente und schwungvolle Musik gibt es auf dem Ball des KIT. kit.edu/kit/ball-des-kit.php

Dienstag, 13. November 2018, Karlsruhe
Vortrag „Grenzenlose Straftaten im Internet – begrenzte Ermittlungsmöglichkeiten?“
„Erfordern neue Kriminalitätsfelder neue Straftatbestände und neue Ermittlungsmethoden?“ fragt Sigrid Hegmann, Bundesanwältin am Bundesgerichtshof, auf einer Veranstaltung des Zentrums für Angewandte Rechtswissenschaften des KIT und des Vereins Junge Juristen. Themen sind Crime-as-a-Service, Anonymisierungsmöglichkeiten, Big Data und Kryptowährungen. junge-juristen.de

Mittwoch, 14. November 2018, Campus Nord des KIT
Symposium „Intelligente Sensorik/Analytik“
Sichere Sensornetze, innovative Technologien und neue Anwendungsfelder sind die Themen der Fachtagung. hybridsensornet.org

Montag, 19 November 2018, Bremen
Podiumsdiskussion “Organchips – das Ende der Tierversuche?”
Im Rahmen der Konferenz „Wissenswerte“ spricht Ute Schepers vom Institut für Toxikologie und Genetik des KIT. wissenswerte-bremen.de/A3_Workshop-Wissenschaft_Organchips---das-Ende-der-Tierversuche-+270
 
Donnerstag, 29. November 2018, Karlsruhe
Vortrag „Die Zecke, unser ungeliebter Wegbegleiter - Wissenswertes und Erstaunliches“
Sie sind ein ungewolltes Mitbringsel vom Waldspaziergang: Zecken. Über die Lebensweise der Zecken und den Zusammenhang zu den Krankheiten FSME und Borreliose spricht Denise Böhnke vom KIT in ihrem Vortrag am Karlsruher Zoo. Ort: Vortragsraum des Exotenhauses im Karlsruher Zoo, Ettlinger Str. 4b, Zeit: 18:15 Uhr. AP: Timo Deible, 0721 133-6834, Timo.Deible@zoo.karlsruhe.de

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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 25 500 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
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Kaiserstraße 12
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Tel.: +49 721 608-21165
E-Mail: schinarakis@kit.edu

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