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Portrait Monika Landgraf
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Monika Landgraf

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Ausgabe 10/2019

Ausgabe 10/2019
Datum: 23.10.2019
KIT-Kompakt 10/19 - Hygiene, Trinkwasser, Röntgenfilme, Nanotechnologie, Genetik
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 10/2019)

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
 
 
Materialforschung: Erste Hochgeschwindigkeitsfilme mit Röntgenlaser

Hygiene: Nanostrukturen gegen Biofilme

Geowissenschaft: Trinkwasser am Mittelmeer

Nanotechnologie: Smarte Sensoren für die personalisierte Medizin

Genetik: Mobiles marines Plasmid trägt zum Verständnis des horizontalen Gentransfers bei

Wissen, Technologien, Menschen: Transfer im Fokus des Forschungsmagazins lookKIT
Expertin des Monats
Hans Schipper: Süddeutsches Klimabüro

Gründer des Monats
Cepri: intelligente Insektenfarm

Tipps und Termine
Meerschweine, Bertolt Brecht, Ethik der KI, Brennstoffzelle
 
 
 
Materialforschung: Erste Hochgeschwindigkeitsfilme mit Röntgenlaser
Die ersten sechs Mikrosekunden eines explodierenden Wasserröhrchens von etwa 200 Mikrometern Durchmesser nach zwei unterschiedlichen Analysemethoden (links: Graustufen nach Phasenverschiebung der Laserwellen, rechts: farbcodiertes Geschwindigkeitsfeld der Bruchstücke). (Bild: European XFEL)
Erstmals hat ein Forscherteam Hochgeschwindigkeitsmikroskopie mit harten Röntgenlaserstrahlen durchgeführt. An dem Experiment waren auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT beteiligt. Die Methode ist für die Industrie von großem Interesse, weil sie zur Entwicklung widerstandsfähigerer und langlebigerer Materialien genutzt werden kann. Am europäischen Röntgenlaser European XFEL brachte das Team ein winziges, wassergefülltes Glasrohr zur Explosion. Dabei beleuchteten die Wissenschaftler das zerberstende Glasgefäß mit vielen sich stroboskopartig wiederholenden Röntgenpulsen und filmten es mit einer Hochgeschwindigkeitskamera.

Solche Filme können mit einer räumlichen Auflösung feiner als ein millionstel Meter zeigen, was bei komplexen Prozessen passiert. Wie bei medizinischen Röntgenbildern anschaulich zu sehen ist, können Röntgenstrahlen die inneren Strukturen eines Materials detailliert abbilden, was mit sichtbarem Licht nicht möglich ist. Mit diesem Verfahren lassen sich außerdem Prozesse beobachten, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu mehreren Kilometern pro Sekunde ablaufen. Wissenschaftler des KIT entwickelten hierfür Auswertungstools, mit deren Hilfe die Röntgenfilme analysiert werden konnten. "Mit solchen Methoden können wir die Dynamik komplexer Prozesse quantitativ messen. Wir haben diese Techniken bereits eingesetzt, um die Bewegung von Zellen in lebenden Embryonen zu verfolgen oder die Geschwindigkeit von Sprays bei der Kraftstoffeinspritzung zu messen", so Alexey Ershov vom Laboratory for Applications of Synchrotron Radiation des KIT. (rli)

Filmsequenz der Explosion:
xfel.eu/news_and_events/news/index_eng.html?openDirectAnchor=1709

Mehr Information:
desy.de/aktuelles/news_suche/index_ger.html?openDirectAnchor=1683&two_columns=0

Die Veröffentlichung im Fachblatt Optica:
osapublishing.org/optica/abstract.cfm?uri=optica-6-9-1106

Bildunterschrift: Die ersten sechs Mikrosekunden eines explodierenden Wasserröhrchens von etwa 200 Mikrometern Durchmesser nach zwei unterschiedlichen Analysemethoden (links: Graustufen nach Phasenverschiebung der Laserwellen, rechts: farbcodiertes Geschwindigkeitsfeld der Bruchstücke). (Bild: European XFEL)


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Hygiene: Nanostrukturen gegen Biofilme

Für den Kampf gegen multiresistente Keime in Krankenhäusern haben Wissenschaftler des KIT und der Universität des Saarlandes in einem interdisziplinären Gemeinschaftsprojekt die Haftkraft von Bakterien an Oberflächen untersucht. „Wenn man das Anhaften der Bakterien an der Oberfläche erschwert, verhindert man effektiv die Bildung eines resistenten Biofilms", sagt Michael Klatt, der am KIT für die geometrischen Oberflächenanalysen verantwortlich war, die nun im Journal Nanoscale erschienen sind.

Es zeigte sich, dass die Haftkraft der Bakterien in direktem Zusammenhang mit den Größen der Nanostrukturen auf den Oberflächen der untersuchten Materialien steht. Durch eine geschickte Wahl der Nanostrukturierung kann die Haftung der Krankheitserreger somit drastisch reduziert werden. In Krankenhäusern sind Oberflächen mit Topografien im Nanobereich etwa bei künstlichen Implantaten weit verbreitet. Vielfach vergrößert betrachtet, erinnern die Oberflächen dieser Materialien an bizarre Landschaften mit hohen Bergen und tiefen Tälern. Nach Einschätzung von Klatt ließen sich bakterielle Infektionen durch den Einsatz von Materialien mit speziell behandelten Oberflächen reduzieren. (eki)

Mehr Information:
pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nr/c9nr04375f#!divAbstract


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Geowissenschaft: Trinkwasser am Mittelmeer

Karstgrundwasserleiter tragen in den Mittelmeerländern, aber auch in Deutschland sehr stark zur Wasserversorgung bei. „Allerdings sind sie besonders schwierig zu bewirtschaften und empfindlich gegenüber Schadstoffeintragungen", erläutert Nico Goldscheider vom Institut für Angewandte Geowissenschaften des KIT. Süßwasserreiche Karstgebiete im Mittelmeeraum zu erforschen und die Wasserversorgung zu optimieren, ist Ziel des Projektes KARMA mit Partnern aus sechs europäischen Ländern.

Außerdem nehme der Druck auf die Wasserressourcen durch Klimawandel und Bevölkerungswachstum stetig zu, so Goldscheider, und auch deshalb müssten die unterirdischen Süßwasserreservoirs in den verkarsteten Gesteinsschichten erforscht werden. Im Projekt KARMA (steht für Karst Aquifer Ressources availability and qualitiy in the Mediterranean Area) soll nun erstmals ein Gesamtüberblick der Karstgrundwasserleiter im Mittelmeerraum entwickelt sowie innovative Methoden zum nachhaltigen Bewirtschaften der wertvollen Süßwasservorkommen ausgelotet werden. Das Projekt läuft bis August 2022. (eki)

Mehr Information:
agw.kit.edu/aktuelle_projekte_11317.php


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Nanotechnologie: Smarte Sensoren für die personalisierte Medizin

Um Nebenwirkungen von Arzneimitteln zu vermeiden, wäre es ideal, könnten Ärzte die Wirkstoffkonzentrationen im Körper zeitnah messen und schnell anpassen, statt sich auf allgemeine Erfahrungswerte zu verlassen sowie Wirkung und/oder Nebenwirkung abzuwarten. Die Grundlage für ein einfaches und preiswertes Verfahren, das dies ermöglicht, hat ein Forscherteam des KIT geschaffen. Ein mögliches Nachweisverfahren auf Basis von supramolekularer Chemie stellten sie im Fachmagazin Chemical Science vor.

Das Verfahren basiert auf zwei riesigen Molekülen: Das erste dient als synthetischer Rezeptorfarbstoff und „versteckt“ sich zunächst in einem zweiten, tonnenförmigen Molekül. Ist das System entsprechend designt, verdrängt der nachzuweisende Wirkstoff den Farbstoff, der dann außerhalb der Tonne leicht nachzuweisen ist. Frank Biedermann vom Institut für Nanotechnologie des KIT und sein Team konnten am Alzheimer-Wirkstoff Memantin das Verfahren testen und belegen, dass es im Blutserum im medizinisch relevanten Konzentrationsbereich funktioniert. Zudem entwickelte das Team Richtlinien, wie sich das Verfahren auf weitere Wirkstoffe und Farbstoffe übertragen lässt. (sfo)

Mehr Information:
pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc00705a#!divAbstract


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Genetik: Mobiles marines Plasmid trägt zum Verständnis des horizontalen Gentransfers bei

Ein einzigartiges Plasmid, welches Toleranzen gegenüber Toxinen wie dem hochgiftigem Chromat vermittelt, ist weltweit unter marinen Bakterien der Roseobacter-Gruppe verbreitet. Dies haben Forscherinnen und Forscher um Anne-Kristin Kaster und John Vollmers am Institut für Biologische Grenzflächen (IBG 5) des KIT sowie Forscher vom Leibniz-Institut DSMZ Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH und der University of East Anglia erstmals nachgewiesen.

Roseobacter sind für ihre Anpassungsfähigkeit bekannt. Plasmide sind ringförmige DNA-Moleküle, die unabhängig vom Chromosom in der Bakterienzelle vorkommen, und können oft horizontal übertragen werden. Beim horizontalen Gentransfer werden DNA-Informationen von einer Bakterienzelle an die andere mittels eines Injektionsmechanismus weitergegeben. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) berichten, handelt es sich hier um die erste Beschreibung einer natürlichen globalen Verbreitung eines hundertprozentig identischen Plasmids über die Artgrenze hinaus. „Die absolute Sequenzidentität und weite geographische und phylogenetische Verbreitung deuten darauf hin, dass dieses Plasmid in jüngerer Zeit sehr häufig übertragen wird. Dies könnte ökologische Implikationen bezüglich mariner Schadstoffbelastung haben“, so Kaster und Vollmers. (or)
 
Mehr Information:
pnas.org/content/116/41/20568


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Wissen, Technologien, Menschen: Transfer im Fokus des Forschungsmagazins lookKIT
 
Vom Praxistest für neue Netzstrukturen bis zu den Realllaboren, in denen Wissenschaft und Gesellschaft gemeinsam an zukunftsträchtigen Lösungen arbeiten reichen die Beispiele für die Transferleistungen des KIT. Gemeint ist dabei der Transfer von Wissen, innovativen Technologien und hervorragend ausgebildeten jungen Menschen in die Gesellschaft hinein. Am KIT stellt er ein übergreifendes Handlungsfeld für alle Aktivitäten in Forschung, Lehre und Innovation dar. Auch die Beratung politischer Institutionen, die Unterstützung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf dem Weg in die industrielle Anwendung oder die Überführung einer Geschäftsidee in eine Gründung zählen dazu. Nachzulesen in der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins lookKIT.

Mehr Information:
sek.kit.edu/kit_magazin.php


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Experte des Monats
Süddeutsches Klimabüro: Zwischen Forschung und Öffentlichkeit vermittelt der Leiter des Süddeutschen Klimabüros am KIT, Hans Schipper. Als Ansprechpartner für Entscheiderinnen und Entscheider aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft liefert er wissenschaftlich fundierte und praxisnahe Informationen darüber, wie sich der globale Klimawandel regional auswirkt, welche Trends sich abzeichnen und was wir tun können, um den menschengemachten Klimawandel in den Griff zu bekommen. (tsc) Mehr Information: sek.kit.edu/kit_experten_schipper.php


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Gründer des Monats
Intelligente Insektenfarm: Reich an Proteinen und eine klimafreundliche Aufzucht – Insekten sind eine echte Alternative zu Fleisch. Mehlwürmer nachhaltig und effizient für die Nahrungsmittelindustrie aufzubereiten, ist das Ziel von Cepri: Das Karlsruher Start-Up baut Deutschlands erste smarte Insektenfarm auf. Ein automatisiertes System kann zum Beispiel erkennen, welche Mehlkäfer die meisten Eier legen und sich so besonders für die Aufzucht von Mehlwürmern eignen. Mitte 2020 will Cepri seine Pilotanlage in Betrieb nehmen. (swe) Mehr Information: cepri-insects.com


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Tipps und Termine
Freitag, 25. Oktober 2019, Karlsruhe
Jubiläumsveranstaltung: 10 Jahre KIT-Zentrum Klima und Umwelt
Künstliche Intelligenz in der Klima- und Umweltforschung, Extremereignisse, Starkregen und Sturzfluten sowie Industrielle Ressourcenstrategien zählen unter anderen zu den aktuellen Forschungsthemen des KIT-Zentrums Klima und Umwelt, in dem seit zehn Jahren mehr als 650 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus über 30 Instituten des KIT an Strategien und Technologien zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen arbeiten. In der Jubiläumsveranstaltung steht neben Vorträgen zur Forschung auch die Verleihung des Sparkassen-Umwelt-Preises auf dem Programm.
Ort: Campus Süd des KIT, Gebäude 11.30, Senatssaal. Zeit: 9.30 bis 14 Uhr
AP: Kirsten Hennrich, kirsten.hennrich@kit.edu , +49 721 608 28592

Dienstag, 29. Oktober 2019, Karlsruhe
Vortragsabend „Elektromobilität mit Brennstoffzelle“
„Elektromobilität mit Brennstoffzelle – Grundlagen und Antriebsentwicklung“ ist das Thema des zweiten Veranstaltungsabends der Seminarreihe der Profilregion Mobilitätssysteme Karlsruhe. Zu einem von zwei Vorträgen referiert Adrian Baumandl, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktentwicklung des KIT. Veranstaltungsbeginn ist um 18 Uhr. Der Eintritt ist frei, eine Anmeldung ist nicht erforderlich.
profilregion-ka.de/index.php/de/news/154-seminarreihe-der-profilregion-mobilitaetssysteme-karlsruhe-im-sommersemester-2020

Donnerstag, 14. November 2019, Karlruhe
Open Lab Day der Projekte CyberProtect und ROBOSHIELD
Die kostenfreie Veranstaltung bietet den Besuchern anhand von robotischen Demonstratoren und Vorträgen direkte Einblicke in die Projekte zu der Thematik „Sichere Produktionsanlagen“, die vom Forschungszentrum Informatik, dem Innovationspartner des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), umgesetzt werden.
fzi.de/aktuelles/termine/detail/artikel/2ter-open-lab-day-sichere-produktion-cyberprotect-roboshield

Donnerstag, 28. November 2019, Karlsruhe
Algorithm rules – Wie kommt Ethik in KI
Marion Weissenberg-Eibl vom Lehrstuhl für Innovations- und Technologiemanagement des KIT lädt zur Diskussions- und Vortragsrunde zum Thema Künstliche Intelligenz und Ethik ein. Mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern soll unter anderem über die Fragen debattiert werden, was KI für das Miteinander in der Gesellschaft bedeutet und mit welchen Werten KI ausgestattet sein soll. Die Veranstaltung beginnt um 18 Uhr, eine Anmeldung ist erforderlich.
itm.entechnon.kit.edu/Vortragsreihe_Fokus-Zukunft.php

Donnerstag, 28. November, Karlsruhe
Carl-Benz-Gedenkvorlesung mit der Carl-Freudenberg-Preisverleihung
Die Carl-Benz-Gedenkvorlesung ist eine Veranstaltungsreihe des KIT zu Ehren des im heutigen Karlsruhe-Mühlburg geborenen und am Karlsruher Polytechnikum, einer Vorgängerinstitution des KIT, zum Ingenieur ausgebildeten Erfinders des Automobils. Referenten sind Torsten Eder, Leiter Produktgruppe Powertrain der Daimler AG, Karin Schütz, Staatssekretärin des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau des Landes Baden-Württemberg, und Albert Albers, Leiter des Instituts für Produktentwicklung am KIT. Im Rahmen der Veranstaltung wird auch der Carl-Freudenberg-Preis für herausragende akademische Abschlussarbeiten verliehen.
Ort: Tulla-Hörsaal, Campus Süd des KIT; Zeit: 15:45 Uhr bis 18 Uhr
kit.edu/events.php/event/39013


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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
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin

Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin

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

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