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Ausgabe 12/2018

Ausgabe 12/2018
Datum: 19.12.2018
KIT-Kompakt 12/18 - Wasserqualität, Lebensmittelverfahrenstechnik, Krisenmanagement, Additive Fertigung, Quantenkommunikation, Synchrotronstrahlen
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 12/2018)

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
 
 
Umweltforschung: Selbstreinigungskräfte turbulenter Gewässer

Lebensmittelverfahrenstechnik: Multitalent Pektin ersetzt künstliche Zusatzstoffe

Krisenmanagement: Behörden und Unternehmen Hand in Hand

Synchrotronstrahlen: Forschung im Nahen Osten stärken

Additive Fertigung: Serieneinsatz in der Automobilindustrie

Abhörsichere Datenübertragung: Aufbruch in die Quantenkommunikation
Experte des Monats
Jörg Sauer: Maßgeschneiderte Kraftstoffe

Gründer des Monats
Aquarray: Wirkstoffsuche

KIT.audio | Der Forschungspodcast
Smarter Verkehr – nahtlos, emissionsfrei, autonom

Tipps und Termine
Mobilität, Plastikfresser, Kulturbrüche, digitale Identität, Bernstein, Fritz Haber
 
 
 
Umweltforschung: Selbstreinigungskräfte turbulenter Gewässer
Eine realistische Simulation der Turbulenzen in fließenden Gewässern über einem natürlichen Sedimentbett hilft bei der Einschätzung der Wasserqualität. (Grafik: Michael Krayer/KIT)
Aus der Perspektive eines Bakteriums betrachtet offenbart ein lebhaft strömendes Gewässer eine Welt in ständiger Umwälzung: Wasserwirbel reißen ganze Habitate hinweg, im Strömungsschatten eines Kieselsteins erblüht ein neuer Lebensraum. Diese Prozesse zu verstehen ist von großer Bedeutung für die Einschätzung der Wasserqualität – üblicherweise werden Turbulenzen in fließenden Strömungen aber aufgrund ihrer Komplexität auf stark vereinfachte Weise betrachtet. Mit dem gemeinsamen Forschungsprojekt „MicroOrganisms And Turbulence“ (MOAT) wollen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nun klären, wie chaotische Strömung die Selbstreinigungsfähigkeit eines kontaminierten Gewässers beeinflusst.

Die für ein besseres Verständnis der Selbstreinigung notwendige realistische Darstellung der Turbulenz über einem natürlichen Sedimentbett soll durch massiv-parallele numerische Computersimulationen erreicht werden. Dafür hat sich MOAT in einem kompetitiven Auswahlprozess des Gauß Centre for Supercomputing (GCS) nun Rechenzeit mit einem Gegenwert von ungefähr 1,6 Millionen Euro im Stuttgarter Hochleistungsrechenzentrum (HLRS) gesichert. „Mithilfe der Supercomputer wollen wir die relative Bedeutung der verschiedenen Transport- und Konversionsteilprozesse verstehen, die das Schicksal von Bakterien in offenen Kanalströmungen bestimmen“, sagt Markus Uhlmann vom Institut für Hydromechanik (IfH) des KIT, der das Forschungsprojekt koordiniert, das am IfH sowie am Engler-Bunte-Institut umgesetzt wird. Dadurch sollen Mechanismen aufgedeckt werden, welche die Selbstreinigungsfähigkeit eines kontaminierten Gewässers beeinflussen. „Ziel unserer Bemühungen sind bessere Vorhersagemethoden, die eine entscheidende Voraussetzung für die Gewährleistung einer akzeptablen Wasserqualität in vielen umweltrelevanten Prozessen darstellen“, so Uhlmann. (mhe)

Bildunterschrift: Eine realistische Simulation der Turbulenzen in fließenden Gewässern über einem natürlichen Sedimentbett hilft bei der Einschätzung der Wasserqualität. (Grafik: Michael Krayer/KIT)

Mehr Information:
ifh.kit.edu/26_1917.php


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Lebensmittelverfahrenstechnik: Multitalent Pektin ersetzt künstliche Zusatzstoffe

Die Anforderungen der Konsumenten an Produkteigenschaften von Lebensmitteln stellen die Lebensmittelverfahrenstechnik mitunter vor schwer lösbare Zielkonflikte. Beispiel Salatdressing: Kunden wünschen einerseits eine stabile Emulsion, also eine homogene Mischung aus fett- und wasserlöslichen Komponenten. Andererseits sind künstliche Zusatzstoffe, mit deren Einsatz sich dies erreichen lässt, verpönt. Eine natürliche Alternative stellen Pektine dar, doch bislang kam es bei ihrer Verwendung als Emulsionsstabilisatoren immer wieder zur Trennung der Produktkomponenten. Dieses Problem hat ein Forschungsteam des KIT nun behoben.

Die gewünschten Effekte lassen sich auch durch Gummi arabicum erzielen. Dieses aber muss häufig aus Krisenregionen importiert werden. Pektin dagegen kann aus vielerorts regional verfügbaren Rohstoffen wie Apfel- oder Rübentrester gewonnen werden, ist gesund und verfügt über vielfältige funktionelle Eigenschaften. Zudem lassen sich Pektine einsetzen, um Mikrogele zu produzieren, mit denen Emulsionen ebenfalls stabilisiert werden können. Um diese Vorteile nutzbar zu machen, hat das Forschungsteam um Heike P. Karbstein vom Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik des KIT auf ein selbst entwickeltes Verfahren zurückgegriffen: das Simultane Homogenisieren und Mischen. „Mit dieser Methode hergestellte Mikrogele haben nicht nur das Potenzial, gewünschte Inhaltsstoffe homogen im Lebensmittelprodukt einzubringen. Sie sind auch vielseitig einsetzbar, beispielsweise in Getränken, Marinaden, Saucen, Aromen oder Süßwaren“, so Karbstein. (del)

Mehr Information:
fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projekte-des-monats/2018-06-juni


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Krisenmanagement: Behörden und Unternehmen Hand in Hand

Hitzewellen, Trinkwasserqualität, Ausfall des elektronischen Zahlungssystems, Kraftstoffmangel – wie können wir trotz solcher Krisen dennoch sichergehen, dass wir mit Wasser, Lebensmitteln oder Medikamenten versorgt sind? Forscherinnen und Forscher des KIT wollen in dem vom BMBF mit 1,2 Millionen Euro geförderten Verbundprojekt NOLAN erstmals untersuchen, ob und wie eine Partnerschaft zwischen öffentlichen und privaten Unternehmen im Krisenfall funktionieren kann.

„Unser Ziel ist es, die Versorgung einer städtischen Bevölkerung mit lebensnotwendigen Gütern in Krisenlagen sicherzustellen. Dabei wollen wir Konzepte für eine effiziente Kooperation zwischen privaten Akteuren – wie Einzelhandel, Logistik oder Betreibern von kritischen Infrastrukturen – mit staatlichen Akteuren – wie den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben – entwickeln“, sagt Verbundkoordinator Dr. Marcus Wiens vom Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion des KIT. Das Team um Wiens beschäftigt sich speziell mit dem Modellieren von Versorgungsketten und sucht beispielsweise Ansätze zur fairen Verteilung von Kosten und Risiken. NOLAN steht als Projektname Synonym für „Skalierbare Notfall-Logistik für urbane Räume als öffentlich-private Partnerschaft im Katastrophenfall“. (swi)

Mehr Infromation:
iip.kit.edu/3087_4130.php


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Synchrotronstrahlen: Forschung im Nahen Osten stärken

Über einen Zeitraum von vier Jahren erhält die Synchrotronstrahlungsquelle SESAME 3,5 Millionen Euro von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren (HGF). Es wird ein hochmodernes Strahlrohr namens HESEB (Helmholtz-SESAME Beamline) für weiche Röntgenstrahlung an dem multinationalen Projekt in Jordanien errichtet. Damit werden die Grundlagen für nachhaltige wissenschaftliche Arbeiten im Bereich komplexer Materie im Nahen Osten geschaffen. Mit der gemeinsamen Forschungsinfrastruktur werden die wissenschaftliche Grundlagenforschung und die internationale Zusammenarbeit im Nahen Osten nachhaltig gefördert.

Um die Ausbildung der Strahlrohrwissenschaftler für HESEB, die am KIT stattfinden wird, kümmern sich Peter Nagel und Stefan Schuppler vom Institut für Festkörperphysik des KIT. SESAME ermöglicht Forschenden aus zahlreichen Disziplinen und Ländern des Nahen Ostens, gemeinsam auf international hohem Niveau zu arbeiten. Mit SESAME („Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East“) kann die Struktur neuer Materialien erforscht oder Biomoleküle analysiert werden. Im Jahr 2003 wurde SESAME als internationales Projekt gestartet und 2017 in Betrieb genommen - Ägypten, Iran, Israel, Jordanien, Pakistan, die palästinensischen Autonomiegebiete, Türkei und Zypern engagieren sich gemeinsam. Innerhalb der HGF engagieren sich die Helmholtz-Zentren Berlin und Dresden-Rossendorf, das DESY, das Forschungszentrum Jülich und das KIT. (sfo)
 
Mehr Information:
helmholtz.de/forschung/aktuelles/sesame


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Additive Fertigung: Serieneinsatz in der Automobilindustrie

Flexible und kundenindividuelle Produktion, verkürzte Produktionszeiten, geringe Kosten – die additive Fertigung bietet Unternehmen viele Möglichkeiten. Besonders die Automobilbranche kann profitieren. Welche Möglichkeiten die additiven Verfahren hier bieten, untersuchte das KIT im BMBF-Projekt AutoAdd.

„Kaum eine andere Industrie ist so sehr auf eine günstige, flexible Produktion angewiesen, um erfolgreich zu sein“, sagt Dr. Benjamin Häfner vom wbk Institut für Produktionstechnik des KIT. Gemeinsam mit Daimler, BMW, TRUMPF, Autodesk, GKN und dem Fraunhofer ILT entwickelten die Ingenieurinnen und Ingenieure Anlagenkonzepte und Prozessketten, die additive Verfahren integrierten. Im Fokus stand das Laser-Strahlschmelzen (engl. Selective Laser Melting, SLM), bei dem ein Laser Schicht für Schicht Werkstoffpulver an den Stellen aushärtet, an denen später das Bauteil entstehen soll. „Wir haben verschiedene SLM-Konzepte simuliert und geprüft, an welchen Stellen es Sinn macht, Bauteile additiv zu fertigen und wo konventionelle Verfahren geeigneter sind“, erklärt Häfner den Beitrag des KIT. „Wir konnten zeigen, dass die Automobilindustrie von SLM in der Großserienfertigung profitieren kann.“ So verringerten sich Produktionszeiten und -kosten. Die Projektpartner haben ihre Ergebnisse in ein allgemeines Bewertungsmodell überführt, um sie anderen Unternehmen zugänglich zu machen. (swe)

Mehr Information:
wbk.kit.edu/wbkintern/Forschung/Projekte/AutoAdd


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Abhörsichere Datenübertragung: Aufbruch in die Quantenkommunikation

In Zeiten der Digitalisierung wird eine gesicherte Übertragung von Informationen immer wichtiger. Einen vielversprechenden Ansatz, um diese zu gewährleisten, bietet die Quantenkommunikation, da sie als intrinsisch abhörsicher gilt. Um diese Technologie weiterzuentwickeln fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Projekt Q.Link.X mit 14,8 Millionen Euro.

„Bisher ist es eine technologische Herausforderung, Daten über größere Distanzen zu senden, ohne dass Informationen verloren gehen“, erklärt David Hunger vom Physikalischen Institut des KIT. Im Verbundprojekt „Quanten-Link-Erweiterung“ (Q.Link.X) erforscht Hunger mit seiner Arbeitsgruppe eine zentrale Komponente für physikalisch abhörsichere Glasfaser-Netzwerke: „Wir entwickeln Resonatoren, die Licht auf kleinstem Raum konzentrieren und so beispielsweise die Photonenerzeugung verstärken.“ Photonen dienen in der Quantenkommunikation als Informationsträger. Die so entstehenden Netzwerke sollen Daten auch über größere Strecken sicher und verlustfrei übertragen können. 24 Partner aus Forschungseinrichtungen und Industrielaboren in ganz Deutschland sind an Q.Link.X beteiligt. (swe)

Mehr Information:
forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/q-link.x


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Experte des Monats
Maßgeschneiderte Kraftstoffe: „Zwischen Ökologie und Ökonomie muss kein Widerspruch bestehen“, betont Jörg Sauer, Leiter des Instituts für Katalyseforschung und -technologie des KIT. Sein Ziel ist es, klimafreundliche synthetische Komponenten für Kraftstoffe zu entwickeln, beispielsweise aus pflanzlichen Reststoffen oder aus konzentrierten Quellen von Kohlenstoffdioxid. Idealerweise bieten die Kraftstoffe dann bessere Eigenschaften als konventionelle Kraftstoffe aus Rohöl. „Da wir die komplette Synthesekette in der Hand haben, können die gewünschten Eigenschaften eingestellt werden, wie etwa eine erhöhte Klopffestigkeit oder die Vermeidung von schädlichen Emissionen bei der Verbrennung.“ (kes) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_sauer.php


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Gründer des Monats
Wirkstoffsuche: Industrielle Wirkstoffentwicklung und personalisierte Medizin sind die Einsatzgebiete der patentierten Oberflächenbeschichtung von Aquarray, einem Spin-off des KIT. Durch die Beschichtung organisieren sich wässrige Lösungen selbstständig und pipettierfrei zu einem Raster von tausenden separaten Nanotröpfchen, die einzeln als eine Art „kleinstes Reagenzglas der Welt“ für biologische Untersuchungen dienen. Dank der erzielten Miniaturisierung werden völlig neue Screening-Ansätze möglich und es lassen sich über 99 Prozent an Zellmaterial und teuren Reagenzien einsparen. (kes) Mehr Information: kit-gruendernews.de/gruender-des-monats-aquarray


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KIT.audio | Der Forschungspodcast
Mobilität ist ein Megathema. Die Bedürfnisse der modernen Gesellschaft und die Möglichkeiten der Technik bilden dabei ein dynamisches Spannungsfeld. Die Potenziale der Digitalisierung für den Verkehr sind noch nicht abzusehen, doch in den Laboren von heute schlummern schon die Konzepte von morgen. Vier Protagonisten des KIT werfen in der aktuellen Ausgabe des Podcast KIT.audio unter sek.kit.edu/kitaudio.php ihre Schlaglichter auf kommende Entwicklungen im smarten Verkehr. (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
Montag, 7. Januar 2019, Karlsruhe
Seminar „Neue Mobilität - Akzeptanz und Datenschutz“
Die Mobilität ist ein Megathema in modernen Gesellschaften. In einer Seminarreihe am KIT stellen Forscherinnen und Forscher aktuelle Themen einer breiten Öffentlichkeit vor. In der aktuellen Ausgabe tragen Joachim Globisch (Fraunhofer-ISI, „Akzeptanz der Elektromobilität in gewerblichen Flotten“) und Erik Krempel (Fraunhofer IOSB, „Datenschutzrechtliche Herausforderung für (teil-) automatisierte Fahrzeuge und ihre Entwicklung“) vor.
Ort: Campus Süd des KIT, Gebäude 50.31, Hörsaal 107, Gotthard-Franz-Str. 3., Zeit: 18 Uhr.
profilregion-ka.de

Fortlaufend bis zum Sommer 2019, Stuttgart
Ausstellung „Leben im Bernsteinwald“
Die Bernsteinsammlung des Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart zählt zu den bedeutendsten der Welt. Die Funde mit eingeschlossenen Pflanzen, Insekten und Wirbeltieren ermöglichen einen einzigartigen Einblick in die Geschichte des Lebens auf unserer Erde. Tomographischen Einblick in die Details der Funde geben Materialforscher des KIT dank der Synchrotronstrahlenquelle KARA.
naturkundemuseum-bw.de/sonderausstellungen
kit.edu/kit/pi_2018_101_parasiten-in-fossilen-fliegenpuppen-nachgewiesen.php

Dienstag, 15. Januar 2019, Karlsruhe
Vortrag: „Fritz Haber im Fokus: Eine kritische Würdigung des umstrittenen Chemikers“
Bretislav Friedrich vom Fritz-Haber-Institut in Berlin geht in seinem Vortrag auf das Wirken und die Entscheidungen Habers ein. Auf dem anschließenden Podium diskutiert er mit Thomas Potthast von der Universität Tübingen sowie mit Marcus Popplow und Doris Wedlich vom KIT.
zak.kit.edu/veranstaltungskalender.php/event/36958

Donnerstag, 17. Januar 2019, Karlsruhe
Vortrag „Plastikbauer – Plastikfresser“
Plastik spielt eine wichtige Rolle in der Industriegesellschaft. Doch es ist in der Natur schwer abbaubar und verschmutzt zunehmend die Umwelt. Über die Entwicklung biologisch abbaubarer Plastiksorten spricht Christoph Syldatk vom KIT im Rahmen der Herbst-Winter-Vortragsreihe des Karlsruher Zoos.
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

Montag, 21. Januar 2019, Karlsruhe
Seminar „Neue Mobilität - Sharing, Flotten und Mobilitätshubs“
In einer Seminarreihe am KIT stellen Forscherinnen und Forscher aktuelle Themen einer breiten Öffentlichkeit vor. Am 21. Januar tragen Uta Burghard (Fraunhofer ISI, „Families as early adopters of car sharing systems?”) und Michael Elbl (Parkhaus Elbl, Wien; „E-Carsharing und Mobilitätshubs aus Betreibersicht“) vor.
Ort: Campus Süd des KIT, Gebäude 50.31, Hörsaal 107, Gotthard-Franz-Str. 3, Zeit: 18 Uhr.
profilregion-ka.de

Montag, 21. Januar 2019, Karlsruhe
Vorlesung „Kulturbrüche in den Naturwissenschaften“
Michael Mönnich vom KIT, Honorarprofessor für Geschichte der Pharmazie, spricht über die  Flüchtigkeit wissenschaftlicher Denksysteme anhand dreier Paradigmenwechsel: der antiken Vier-Elemente-Theorie, der im 18. Jahrhundert entwickelten Phlogistontheorie der Verbrennungsvorgänge und der Vorstellung einer bei der Bildung organischer Stoffe notwendigen Lebenskraft (vis vitalis).
zak.kit.edu/Ringvorlesung-AK.php

Mittwoch, 23. Januar 2019, Karlsruhe
KIT im Rathaus „Forschung an Superbeschleunigern“
Ein Abend rund um die fundamentalen, kleinsten Bausteine der Materie und ihrer Wechselwirkungen sowie ihrer Rolle bei der Entstehung und der Evolution des Universums.
zak.kit.edu/kit_im_rathaus.php

Montag, 28. Januar 2019, Karlsruhe
Podium „Die Wa(h)re digitale Identität“
Die Bedeutung digitaler Identitäten für den Einzelnen und die Gesellschaft im Rahmen der digitalen Transformation in Kommunikation, Alltag und Arbeitswelt diskutieren Fachleuten aus der IT, dem IT-Recht, der Soziologie und der Psychologie.
zak.kit.edu/wissenschaftsgespraeche.php

Montag, 4. Februar 2019, Karlsruhe
Seminar „Technologische Beiträge zum Autonomen Fahren“
In einer Seminarreihe am KIT stellen Forscherinnen und Forscher aktuelle Themen einer breiten Öffentlichkeit vor. Am 4. Februar tragen Mario Pauli (KIT, „Modellierung des 77 GHz Radar-Funkkanals für Umfeldwahrnehmung beim automatisierten Fahren“) und Julius Kümmerle (KIT, „Karten und Selbstlokalisierung für autonome Fahrzeuge“)  vor.
Ort: Campus Süd des KIT, Gebäude 50.31, Hörsaal 107, Gotthard-Franz-Str. 3, Zeit: 18 Uhr.
profilregion-ka.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
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-21165
E-Mail: schinarakis@kit.edu

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