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Ausgabe 07/2016

Ausgabe 07/2016
Autor:

Kosta Schinarakis,
Sarah Werner

Quelle:

KIT - Presse

Datum: 27.07.2016
KIT-Kompakt 07/16 - Gravitationswellen, Qualitätsmanagement, Batterien, Aerosole, Druck
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KIT-Kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 07/2016)

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 KIT-Pressestelle
 
Gravitationswellen: Haltesystem für ESA-Mission erfolgreich getestet

Aerosole: Emissionen aus Schiffsmotoren schaden Lungenzellen

Synchrotron: Sehr hoher Druck dank Nanodiamanten

Qualitätsmanagement: Industrie 4.0 soll Mittelstand produktiver machen

Batterien: Elektrodenblätter in einem Schritt stanzen und stapeln
 
Experte des Monats
Reinhard Heil: Big Data

Gründer des Monats
enCourage: Zivilcourage

Tipps und Termine

Start-Ups, Biokraftstoffe, Regionalisierung, Beleuchtung, Technologietransfer

 

Gravitationswellen: Haltesystem für ESA-Mission erfolgreich getestet

Unter dem Mikroskop erkennt man auf der Iridium-Oberfläche der Kalotte die mikrometergroßen Zerspanungsspuren. (Bild: KIT)
Weltraumphänomene wie Schwarze Löcher sind bisher noch rätselhaft. Neue Erkenntnisse über deren Entstehung und Auswirkung sowie ihrer Verteilung im Universum können Gravitationswellen liefern, diese sind auf der Erde aber nur in speziellen Fällen zu messen. Das KIT ist an der ESA-Mission „eLISA“ beteiligt, die umfassend Gravitationswellen im All vermessen will und nun erfolgreich den ersten Test der Messgeräte durch die LISA Pathfinder-Mission im Weltraum beendet hat: „Wir haben Kugelkalotten aus Iridium gefertigt, die im Haltemechanismus der würfelförmigen Testmassen eingesetzt wurden“, erklärt Frederik Zanger, Oberingenieur am wbk - Institut für Produktionstechnik des KIT. „Der Probelauf im Weltall hat gezeigt, dass sie ihre Aufgaben perfekt erfüllen.“ Während der Startphase der Rakete fixieren die Kalotten die Testmassen, um sie vor Schaden zu schützen und geben sie am Zielort des Satelliten in ein Vakuum frei.

Damit der Haltemechanismus funktionieren konnte, mussten die Kalotten rissfrei und möglichst genau gefertigt werden. Deshalb kam Projektpartner Airbus auf Zanger und sein Team zu: „Auf unserer Mikrofräsmaschine konnten wir die Bearbeitungstoleranzen von unter einem Mikrometer einhalten“. Die besondere Herausforderung war dabei das Material: „Es gibt kaum Erfahrung hinsichtlich der Zerspanbarkeit von Iridium.“ Das Metall verhindert, dass es während des Raketenstarts zu Abrieb, Kaltverschweißungen oder Feinstpartikelbildung zwischen den Kalotten und der Testmasse kommt. Die Weltraummission „eLISA“ soll 2034 starten.

Weitere Informationen unter:
wbk.kit.edu/2778.php

elisascience.org

Bildunterschrift: Unter dem Mikroskop erkennt man auf der Iridium-Oberfläche der Kalotte die mikrometergroßen Zerspanungsspuren. (Bild: KIT)


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Aerosole: Emissionen aus Schiffsmotoren schaden Lungenzellen

Schiffsabgase belasten die Gesundheit der Küstenanwohner. Welchen Einfluss Abgase aus Schweröl beziehungsweise Diesel auf Lungenzellen genau haben, stellt eine aktuelle Veröffentlichung im Wissenschaftsjournal PLOS ONE nun vor. Sowohl die emittierten Partikel aus den Schweröl- als auch aus den Dieselemissionen hatten ähnlich hohe toxische Wirkungen auf die Fresszellen des Immunsystems, die Makrophagen. Der Verzicht auf Schweröl in der küstennahen Schifffahrt bringt für den Gesundheitsschutz daher gegebenenfalls weniger als erwartet, ist aber ein Schritt in die richtige Richtung zur Minimierung der Immissionen.

Das automatisierte Expositionssystem, mit dem diese Studien durchgeführt wurden, wurde am KIT zusammen mit der Firma VITROCELL SYSTEMS entwickelt. Die Arbeit des Instituts für Technische Chemie und des Instituts für Toxikologie und Genetik am KIT ermöglicht es nun Lungenzellen realitätsnah und vor allem reproduzierbar einem verdünnten Abgasstrom auszusetzen. Das Expositionssystem stellt den Weg des Abgasstroms bei der Inhalation im menschlichen Körper von der Nase bis in die Lunge nach. Mit modernsten systembiologischen Verfahren lassen sich erstmals Störungen des Stoffwechsels sowie sämtliche zellulären Stressantworten erfassen. Grundlagenforschung hilft so die komplexen Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die menschliche Gesundheit besser einschätzen und kontrollieren zu können.

 
Die Original-Veröffentlichung bei PLOS:
journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0157964
 
Mehr zum Expositionssystem des KIT:
sciencedirect.com/science/article/pii/S0021850216300647

laborundmore.com/news/65,804272/LM-2-2015/Automatisiertes-Expositionssystem-fuer-Zellkulturen-an-der-Gas-Fluessigkeits-Grenzschicht.html


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Synchrotron: Sehr hoher Druck dank Nanodiamanten

Unter hohem Druck verändert Materie ihre wesentlichen Eigenschaften. So kann Supraleitung auftreten, Wasserstoff sich verfestigen oder aus Kohle Diamant werden. Ein Forscherteam mit Beteiligung des KIT stellt nun in der Fachzeitschrift Science Advances ein neues Verfahren vor, das erstmals einen Druck auf eine Materialprobe von bis zu einem Terapascal erlaubt. Ein Terapascal entspricht dem dreifachen Druck am Erdmittelpunkt.

„Bislang war ein solcher Druck nur kurzfristig etwa mittels Explosionen zu erreichen, was die möglichen Untersuchungen der Materialeigenschaften limitiert“, erklären Biliana Gasharova und Yves-Laurent Mathis vom Institut für Beschleunigerphysik und Technologie des KIT. „Nun lassen sich längere Messungen direkt in einer Diamantstempelzelle durchführen.“ Dazu nutzt das Forscherteam Diamantstempelzellen aus Bayreuth, die nicht nur Stempel aus natürlichen Diamanten, sondern zusätzlich zwei etwa 20 mikrometer-großen Halbkugeln aus Nanodiamanten enthalten. Dieser Nanodiamant-Werkstoff entsteht bei Temperaturen über 2000 Grad Celsius und hohem Druck aus glasartigem Kohlenstoff und ist sowohl widerstandsfähig als auch transparent.

Die spektroskopischen Messungen des neuen Materials haben Karlsruher und Bayreuther Forscher mit brillantem Infrarotlicht an der Synchrotron-Quelle ANKA durchgeführt. In Zukunft sollen an den Karlsruher Beschleunigern  ANKA und FLUTE auch Messungen mit ultra-kurzen, sehr intensiven Terahertz- und Infrarotpulsen möglich werden.
 
Die Originalveröffentlichung:
advances.sciencemag.org/content/2/7/e1600341
 
Pressemeldung der Universität Bayreuth:
uni-bayreuth.de/de/universitaet/presse/pressemitteilungen/2016/116-rekord-hochdruckforschung/index.html
 
Mehr Informationen zu ANKA:
anka.kit.edu/28.php


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Qualitätsmanagement: Industrie 4.0 soll Mittelstand produktiver machen

Produktionsstörungen und Qualitätsmängel früher erkennen und  beheben: So lautet das Ziel des Forschungsprojekts „IQ 4.0 – Einführung intelligenter Qualitätsregelungssysteme durch vernetzte Wertschöpfung“. Es will konkrete Industrie 4.0-Lösungen für das Qualitätsmanagement im produzierenden Gewerbe entwickeln. Vor allem mittelständische Unternehmen sollen dadurch in die Lage versetzt werden, qualitätsrelevante Produktionsdaten automatisiert zu erzeugen und auszuwerten, um ihre Effektivität und Produktivität zu steigern. Das BMBF fördert „IQ 4.0“ mit rund 3,2 Millionen Euro.

„Wir werden Industrie 4.0-Lösungen für die Verbesserung von Produkt- und Prozessqualität auf den ‚Hallenboden‘ zu bringen“, unterstreicht Albert Albers, Leiter des IPEK – Institut für Produktentwicklung des KIT. Mit seiner entwicklungsmethodischen Expertise ist das IPEK maßgeblich bei der Entwicklung von Methoden zur Einführung von Industrie 4.0-basierten Qualitätsregelungssystemen beteiligt. Zudem bringt es seine Kenntnisse zur Zustandsüberwachung technischer Systeme ein, um qualitätsrelevante Daten dezentral zu erfassen, auszuwerten und Entscheidungen herbeizuführen.
 
Mehr Informationen:
ipri-institute.com/iq40/projekt


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Batterien: Elektrodenblätter in einem Schritt stanzen und stapeln

Elektrofahrzeuge nutzen zur Speicherung von elektrischer Energie Lithium-Ionen-Batterien. Deren Herstellung ist bisher jedoch sehr aufwändig und vor allem teuer in der Montage. Wissenschaftler des KIT untersuchen einen neuen Ansatz, um den Herstellungsprozess für den Aufbau des Zellstapels der Batterie zu verbessern: Eine Maschine, die Elektrodenblätter in einem Schritt stanzen und stapeln kann.
 
„Durch funktionsintegrierte Stanzmodule können wir die einzelnen Anoden-, Kathoden- und Separator-Blätter mit hoher Schnittqualität und Ebenheit fertigen“, erklärt Jürgen Fleischer, Leiter des wbk Instituts für Produktionstechnik des KIT. „Um diese zu stapeln, ist ein Vakuumflächengreifer in die Oberseite des jeweiligen Stanzwerkzeugs integriert.“ Er hält das Blattsegment im Moment des Stanzens in seiner Position fest und legt es durch das nach unten geöffnete Modul in ein Stapelmagazin. Dieses positioniert sich automatisch abwechselnd unter dem gerade benötigten Elektrodenblatt-Stanzmodul und nimmt die Segmente auf. Im Vergleich mit anderen Verfahren, kann die Maschine Zellstapel für Lithium-Ionen-Batterien schneller und in weniger Arbeitsschritten fertigen.
 
Weitere Informationen unter:
handling.de/montagetechnik/displayaction-651431.htm

wbk.kit.edu


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Experte des Monats
Big Data: „Smartphones, soziale Netzwerke und mit dem Internet verbundene Alltagsgegenstände – immer mehr Quellen produzieren stetig wachsende Datenmengen“, stellt Reinhard Heil vom KIT fest. „Aber was bedeutet das für den Einzelnen? Wie können Politik, Wirtschaft und gesellschaftliche Akteure Big Data, sprich große, verknüpfte Datenmengen, positiv einsetzen? Und wie lässt sich die Technik mit dem Schutz von Persönlichkeitsrechten in Einklang bringen? Damit beschäftigt sich Reinhard Heil, der am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT forscht, unter anderem im BMBF-geförderten Projekt ABIDA, (engl. Assessing Big Data). Mehr Informationen: itas.kit.edu/projekte_grun15_abida.php


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Gründer des Monats
Zivilcourage: Eine dunkle Seitenstraße auf dem Heimweg oder Betrunkene am Bahnsteig: Jeder kennt bedrohlich wirkende Situationen aus dem Alltag, in denen man nicht gleich die Polizei rufen will, aber sich doch Unterstützung in Reichweite wünscht. Das Start-Up enCourage von vier Informatik-Studierenden des KIT will diese Lücke schließen. Ihre Notfall-App ermöglicht es, Hilfe zu holen und Situationen als Gruppe zu entschärfen, bevor sie gefährlich werden. Mit einem einfachen Knopfdruck löst enCourage einen Alarm aus, der Familie und Freunde, aber insbesondere hilfsbereite Personen in unmittelbarer Umgebung benachrichtigt. Mehr Information: kit-gruendernews.de/gruender-des-monats-mai-encourage-labs-ug-haftungsbeschraenkt


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Tipps und Termine
Vortrag „Creating Smart Energy Entrepreneurs“
03. August 2016, KIT-Campus Süd
Themen: Gründen, Start-Ups, Energie
kit.edu/kit/8437.php/event/30973

Jahrestagung der Fachgruppe Nachhaltige Chemie
19. bis 21. September, KIT-Campus Süd
Themen: Kohlendioxid, Biokraftstoffe, Cellulose
www.gdch.de/index.php?id=3119
 
58. Erfahrungsaustausch der Chemiker und Ingenieure des Gasfaches

22. und 23. September 2016, Kirchheimbolanden
Themen: Regionalisierung, Power-to-Gas, Wasserstoff
www.dvgw-ebi.de/veranstaltungen.htm

Tagung Licht 2016
25. – 27. September, KIT-Campus Süd
Themen: Beleuchtung, Architektur, Gesundheit, Effizienz
licht2016.eu

Innovationskonferenz
5. und 6. Oktober, KIT-Campus Süd
Themen: Normen, Standards, Technologietransfer
din.de/de/forschung-und-innovation/innovationskonferenz


Weitere Termine finden Sie im
KIT-Veranstaltungskalender


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Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas. 

KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

 
 
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E-Mail: schinarakis@kit.edu

 
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