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Ausgabe 08/2019

Ausgabe 08/2019
Datum: 28.08.2019
KIT-Kompakt 08/19 - Batterieforschung, Informationstechnologie, Nationalismus, Medizinische Wirkstoffe
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 08/2019)

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
Ihr Presseservice des KIT
 
 
Biokatalyse: Im Fluss der Enzyme

Batterieforschung: Neue Methode zur Charakterisierung von Elektrolytlösungen

Informationstechnik: Optoelektronische Signalverarbeitung für zukünftige Mobilfunknetze

Nationalismus: Parallelwirklichkeit und Mobilisierung in den Sozialen Medien
Experte des Monats
Somidh Saha: Bäume im Klimawandel

Gründer des Monats
HS Analysis: Digitale Mikroskopie

Tipps und Termine
Semantische Technologien, Nachhaltiges Bauen, Autonomes Fahren, Klimawandel
 
 
 
Biokatalyse: Im Fluss der Enzyme
In Mikroreaktoren können die Systeme aus Enzymen, Bakterien und Nanomaterialien hochselektive Wirkstoffbausteine fortlaufend produzieren. (Bild, Screenshot des Videos: BIOCOM AG/BMBF)
Lange Rohre, riesige Kessel, hohe Drücke und Temperaturen: Solche Anlagenkomplexe produzieren heute die medizinischen Wirkstoffe, die wir im Alltag nutzen. Enzyme, Katalysatoren nach biologischem Vorbild, können chemische Reaktionen beschleunigen und Prozesse enorm vereinfachen. In Zukunft könnten maßgeschneiderte Bakterien in millimeterbreiten Kanälen die passenden Enzyme und die gewünschten Wirkstoffe herstellen. Wie das aussehen könnte, zeigt ein Video des Bundesministeriums für Bildung und Forschung aus den Laboren des KIT.

„Wir wollen Wirkstoffe nachhaltig und kontinuierlich produzieren“, erklärt Christof Niemeyer vom Institut für Biologische Grenzflächen des KIT. „Dazu kombinieren wir synthetische und biologische Systeme, die optimal aufeinander eingestellt sind.“ Er und sein Team entwickelten etwa Bindemoleküle, die so an ein Enzym andocken, dass magnetische Felder es auf der idealen Position in einem Mikroreaktor halten. Durch eine Flüssigkeit können Rohstoffe einfach in diesen hinein- und Produkte hinausströmen. Die chemische Reaktion läuft kontinuierlich ab, was die Wirtschaftlichkeit enorm steigern kann. Die Mikroreaktoren lassen sich leicht hintereinanderschalten, mehrere Prozessschritte laufen auf wenigen Quadratmillimetern Fläche kontrolliert ab. Um die synthetischen und biologischen Systeme noch dynamischer zusammenarbeiten zu lassen, forscht das Team derzeit daran, „biohybride Materialsysteme“ zu entwickeln. Um darin die Enzyme in Bakterien arbeiten zu lassen und um die Katalyse in den Bakterien zu steuern, braucht es maßgeschneiderte, interaktive Nanomaterialen. „Langfristig erhoffen wir uns, dass durch Biokatalyse ohne aufwendige Synthese- und Reinigungsschritte und mit möglichst wenig Abfallstoffen wertvolle Verbindungen produziert werden.“ (kes)

Video:
youtube.com/watch?v=favOwM1LemA&feature=youtu.be

Mehr Information:
ibg.kit.edu/ibg1/421.php


Bildunterschrift: In Mikroreaktoren können die Systeme aus Enzymen, Bakterien und Nanomaterialien hochselektive Wirkstoffbausteine fortlaufend produzieren. (Bild, Screenshot des Videos: BIOCOM AG/BMBF)


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Batterieforschung: Neue Methode zur Charakterisierung von Elektrolytlösungen

Lithium-Ionen-Batterien sind bewährte Stromspeicher für mobile Geräte wie Smartphone oder E-Bike. Kapazität und Lebensdauer hängen von den verwendeten Materialien ab, entscheiden sich aber auch an den Grenzflächen zwischen Batterieflüssigkeit und Elektroden. Bislang fehlen Methoden, um die hier stattfindenden Reaktionen in Echtzeit unter realistischen Bedingungen zu untersuchen. Wie sie im Fachmagazin Nature Communications berichten, ist es Forscherinnen und Forschern des KIT gemeinsam mit  schwedischen Kollegen nun erstmals gelungen, Lösemittel und Batterie-Elektrolytlösung mittels Photoelektronenspektroskopie zu untersuchen und dabei die flüssige Phase über längere Zeit aufrechtzuerhalten. Dafür ausschlaggebend war der stabilisierende Umgebungsdruck des Lösemittels in Gasform.

„Ein stabiler Flüssigzustand sowie wirklichkeitsnahe Konzentrationen der Elektrolytsalze sind entscheidend für das Design künftiger Realstudien in der Batterieforschung“, so Julia Maibach, Leiterin der Arbeitsgruppe Grenzflächendesign für elektrochemische Energiespeicher am KIT. Denn erst im Batteriebetrieb bildet sich eine Schicht zwischen Elektrolytflüssigkeit und negativer Elektrode, die bestenfalls als Schutz wirkt. Diese Nebenreaktion verbraucht allerdings Ladung und führt damit zu Kapazitätsverlusten. Ziel des Teams ist es, die Grenzflächenreaktion im Detail zu verstehen, um dann maßgeschneiderte Elektrodenschutzschichten zu entwickeln. Mit seiner neuen Methode konnte es bereits Konzentrationsunterschiede in der Elektrolytlösung bestimmen. (lcp)

Mehr Information:
nature.com/articles/s41467-019-10803-y


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Informationstechnik: Optoelektronische Signalverarbeitung für zukünftige Mobilfunknetze

Drahtlose Kommunikationssysteme wie WLAN und LTE bestimmen schon heute unseren Alltag. Um die ständig wachsenden Anforderungen an Übertragungsgeschwindigkeit und Netzabdeckung zu erfüllen, wird neuartige und effiziente Signalverarbeitung benötigt, die beispielsweise die Vorzüge optischer und elektronischer Technologien verbindet. Im Fachmagazin Optica stellt ein Team des KIT nun erstmals eine Übertragungsstrecke im Terahertz-Frequenzbereich vor, die sowohl beim Sender als auch beim Empfänger optoelektronische Signalverarbeitung nutzt.

„Derzeit beruhen die Empfänger von Funkstrecken auf rein elektrischen Schaltkreisen, die jeweils nur auf einem beschränkten Frequenzbereich einsetzbar sind“, erklärt Erstautor Tobias Harter vom KIT, der in der Arbeitsgruppe von Christian Koos am Institut für Photonik und Quantenelektronik und am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT forscht. „Unser optoelektronischer Empfänger kann dagegen den ganzen Frequenzbereich von 0,03 bis 0,34 Terahertz abdecken.“ Bei einer Trägerfrequenz von 0,31 Terahertz erreichte das Team Übertragungsraten von bis zu 30 Gigabit pro Sekunde auf einer Übertragungsstrecke von 58 Metern. Der Empfänger besteht aus einer Terahertz-Antenne, in die ein lichtempfindlicher Widerstand integriert ist. Dessen Leitfähigkeit wird sehr schnell durch eingestrahltes Laserlicht moduliert. Damit lässt sich das ursprüngliche Funksignal vom Terahertz-Bereich zu tieferen Frequenzen konvertieren, die von elektronischen Schaltkreisen leicht weiterverarbeitet werden können. (kes)

Mehr Information:
doi.org/10.1364/OPTICA.6.001063


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Nationalismus: Parallelwirklichkeit und Mobilisierung in den Sozialen Medien

Nationalismus hat weltweit Konjunktur. Die Gründe hierfür sind vielschichtig, eine Einordnung kann die Geschichtswissenschaft bieten. „Nationalismus zielt auf Identität, auf Emotionalität und macht blind für die schwierige graustufige Realität, weil er neue Realitäten und einfache schwarz-weiße Verhältnisse schafft“, sagt der Historiker Rolf-Ulrich Kunze, der am KIT forscht und lehrt.

„Der Nationalismus wirkt als Booster für vorhandene Überzeugungen und Identitäten, weshalb er Modernisierungsgewinnern und -verlierern, Arm und Reich, Alt und Jung etwas zu geben hat: Eindeutigkeit in der Unterscheidung von Freund und Feind in unübersichtlichen Zeiten und Verhältnissen“, fasst der Professor für Neuere und Neueste Geschichte zusammen, der auch die Rolle der Printmedien um 1900 bis hin zu Twitter beleuchtet. „Von allen im Bundestag vertretenen Parteien nutzt die AfD die Sozialen Medien am intensivsten zur Schaffung ihrer nationalistischen Parallelwirklichkeit – und das mit Erfolg. Die hier mögliche Mobilisierungsgeschwindigkeit und -effizienz des nationalistischen Schwarms ist beispiellos in der Geschichte des Nationalismus.“ Dies ist auch insofern interessant, als dass die Bundesrepublik bis 1989 die postnationalste Gesellschaft Europas war, nationalistische Strömungen waren aufgrund der historischen Verantwortung für den Nationalsozialismus auf einen schmalen Korridor begrenzt. Es zeige sich jedoch, dass sich historische Lernerfahrung nicht zementieren lasse, so Kunze, der die Ergebnisse seiner aktuellen Forschung in einer jüngst erschienenen kritischen Bestandsaufnahme vorstellt. (tsc)

Mehr Information:
sek.kit.edu/kit_experten_ru-kunze.php

blog.kohlhammer.de/geschichte/rolf-ulrich-kunze-ueber-nationalismus


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Experte des Monats
Bäume im Klimawandel: Klimamodelle sagen zukünftig eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für Hitzewellen und Dürren voraus, auch in Deutschland. Solche Extremereignisse setzen Bäume unter Stress, können gar zum Absterben führen. Somidh Saha untersucht am KIT die Bedeutung von urbanen Grünflächen und erforscht, wie sich die Widerstandsfähigkeit von Wäldern verbessern lässt. Eine Frage dabei ist auch, welche Baumarten unter den Bedingungen des Klimawandels künftig für ein besseres Stadtklima sorgen könnten. (tsc) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_saha.php


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Gründer des Monats
Digitale Mikroskopie: Für pharmazeutische Studien und in der Diagnostik werden oft große Mengen an Zellkulturen und Gewebeproben händisch mit dem Mikroskop untersucht und bewertet. Dieser Prozess ist nicht nur zeit- und kostenintensiv, sondern auch fehleranfällig. HS Analysis bietet eine Alternative: autonome KI-Werkzeuge, die aus hunderttausenden mikroskopischen Einzelaufnahmen in kurzer Zeit wertvolle Ergebnisse extrahieren können, etwa eine Quantifizierung der Effekte von Wirkstoffkandidaten auf Gewebe oder Zellkulturen. Das Unternehmen entwickelt auch KI-Lösungen für die Auto-, Agrar- und Finanzindustrie. (mhe) Mehr Information: hs-analysis.com


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Tipps und Termine
Montag, 9. September, bis Donnerstag, 12. September 2019, Karlsruhe
Konferenz „SEMANTiCS“
Die Fachkonferenz SEMANTiCS ist eines der führenden Events in den Bereichen Semantische Technologien, Linked Data, Machine Learning und Künstliche Intelligenz. Führende Organisationen und Marken nutzen die Veranstaltung als Plattform und Schnittstelle zum freien Markt. 2019 findet die internationale Konferenz bereits zum 15. Mal statt. Das KIT ist ein Partner der Veranstaltung.
2019.semantics.cc

Mittwoch, 11. September, bis Samstag, 14. September 2019, Graz
Konferenz „SBE19“
Die „Sustainable Built Environment D-A-CH Conference 2019“ wird von der TU Graz in Kooperation mit dem KIT, der ETH Zürich und der BOKU Wien ausgerichtet. Schwerpunkte sind nachhaltiges Bauen und Stadtentwicklung. Thomas Lützkendorf, Leiter des Fachgebiets Immobilienwirtschaft am KIT, ist Moderator eines Forums, das während der SBE19 stattfinden wird.
tugraz.at/events/sbe19/home

Montag, 23. September 2019, Karlsruhe
Themenabend „Back to the Future: Wie wird autonomes Fahren unseren Alltag verändern?“
Das autonome Fahren ist eines der großen Versprechen des Verkehrs der Zukunft. Welche Chancen und Risiken damit einhergehen, rückt die Veranstaltung mit Impulsvorträgen, einer Podiumsdiskussion und einer „Unterhausdebatte“ in den Fokus. Auf dem Podium diskutieren unter anderem Armin Grunwald, Eric Sax und Barbara Deml vom KIT. Der Eintritt ist frei. Ort: ZKM | Zentrum für Kunst und Medien, Lorenzstraße 19; Zeit: 18 Uhr.
hadw-bw.de/news/events/back-future-wie-wird-autonomes-fahren-unseren-alltag-veraendern

Montag, 23. September, bis Mittwoch, 25. September 2019, Berlin
Wissenschaftskonferenz „Our Climate - Our Future: Regional Perspectives on a Global Challenge”
Die 2. internationale Wissenschaftskonferenz des Helmholtz-Verbunds Regionale Klimaänderungen (REKLIM) bietet Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus aller Welt ein Forum, um neue Ergebnisse regionaler Klimaforschung diskutieren zu können. Wissenschaftlicher Koordinator von REKLIM ist der Klimaforscher Peter Braesicke vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT, das auch Verbundpartner ist. Highlights sind ein Panel zur Wissenschaft als Brückenbauer für politische Prozesse am Beispiel der Arktis sowie die Vorstellung des IPCC-Sonderberichts „Ozean und Kryosphäre“.
reklim-conference-2019.de

Montag, 23. September, bis Donnerstag, 26. September 2019, Karlsruhe
Jahrestagung der Deutschen Mathematikervereinigung
Die KIT-Fakultät für Mathematik richtet die Jahrestagung der DMV 2019 aus. Spannende Vorträge, Seminare, eine Studierendenkonferenz und Symposien warten auf Studierende, die interessierte Öffentlichkeit sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – auch anderer Disziplinen. Ein Highlight ist die Erstaufführung des Films „An Insight – Women in Sciences“.
dmv2019.math.kit.edu

Donnerstag, 26. September 2019, Berlin
Dialogveranstaltung „Klimawandel vor unserer Haustür“
Im Anschluss an die Wissenschaftskonferenz „Our Climate – Our Future“ lädt der Helmholtz-Verbund REKLIM zu einer öffentlichen Veranstaltung mit Vertreterinnen und Vertretern aus Wissenschaft, Politik, Behörden, Verbänden sowie interessierten Bürgerinnen und Bürgern ein. Diskutiert werden der Klimawandel vor der Haustür und die Möglichkeiten, Zukunft gemeinsam zu gestalten.
reklim-conference-2019.de/public-engagement-day


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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 25 100 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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Margarete Lehné
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Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-21157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

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