Helmholtz-Gemeinschaft

Einblicke in den Forschungsbereich Schlüsseltechnologien

Hier stellen wir Ihnen aktuelle Projekte von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den Helmholtz-Zentren vor.


Forschung für innovative Neuroimplantate

Elektronische Chips aus Graphen kommen in innovativen Neuroimplantaten zum Einsatz. Foto: Forschungszentrum JülichBlinde können wieder sehen und Taube wieder hören – kleinste neuronale Implantate könnten zukünftig zerstörte Sinneszellen im Auge, Ohr oder Gehirn ersetzen oder Prothesen steuern und der Menschheit damit einen alten Traum erfüllen. Doch verträgliche und hochsensible Verbindungen zwischen dem menschlichen Gewebe und der Mikroelektronik zu entwickeln, stellt die Wissenschaft vor große Herausforderungen. In dem Projekt Neurocare arbeiten seit 2012 Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich zusammen mit europäischen Kollegen an neuen Konzepten für Seh-, Gehör- oder Gehirnimplantate aus Graphen.

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Tunnelbohrer im Nanoformat

Entstehung von offenen Gräben und Tunneln. Oben: Ein Nanopartikel (grün) gräbt an einer Stufenkante zunächst einen Graben in eine Stufe, die niedriger ist, und dann einen Tunnel in eine Stufe, die...Zum Tunnelbauen braucht nicht jeder schweres Gerät, erst recht nicht, wenn die Tunnel nur wenige Nanometer Durchmesser haben. Wenn Maya Lukas vom KIT und ihre Kollegen von der USamerikanischen Rice University in ihre Kohlenstoffschichten bohren, nutzen sie dafür ein einziges Nanopartikel aus Nickel. Durch Erhitzen und unter Zugabe von Wasserstoff gräbt sich das Teilchen vorwärts und befördert dabei Kohlenstoff hinaus. Und zwar in Form von Methan. Der Nickel dient als Katalysator, an dem Wasserstoff mit Kohlenstoff zu Methan reagiert. Diese Moleküle diffundieren aus dem Tunnel, und das Nickelpartikel wird durch Kapillarkräfte weiter in den Tunnel hineingesogen.

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Bessere Luft durch weniger Stickoxide

Ein Geesthachter Wissenschaftler fertigt die einzelnen Bestandteile der Membran im Labor an. Foto: Christian Schmid, HamburgStickoxide sind für Mensch und Umwelt giftig: Sie schädigen unsere Lunge und verstärken die Erderwärmung. Wissenschaftler vom HZG entwickeln in Zusammenarbeit mit dem Roßlauer Wissenschaftlich-Technischen Zentrum spezielle Membranen für den Einsatz an Schiffsdieselmotoren und können auf diese Weise die gefährlichen Abgase um 80 Prozent reduzieren.

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Superhirn und Supercomputing

Nervenfaserverläufe in Mausgehirnen, dargestellt mit der Methode des Polarized Light Imaging. Bild: Amunts, Zilles, Axer et. al./FZJ Warum ziehen wir den Finger von der heißen Herdplatte weg? Was läuft im Gehirn ab, wenn wir uns erinnern oder Rechenaufgaben lösen? Das menschliche Gehirn steht am Forschungszentrum Jülich im Fokus eines interdisziplinären Wissenschaftlerteams aus Neurowissenschaftlern, IT-Experten, Biologen, Physikern und Experten weiterer Fachrichtungen.

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Eine neue Generation von Implantaten

Metallpulver-Spritzgießen: Oben rechts die Metallpulver, links Polymerkomponenten, mittig das gemischte Granualt. Unten: Bauteil-Vorstufen sowie die fertige Mg-Ca-Knochenschraube rechts. Foto: M....Unsere Gesellschaft wird immer älter, und damit steigt der Bedarf an Implantaten und Prothesen, damit die Menschen auch im hohen Alter ihre Mobilität und Lebensqualität aufrechterhalten können. Eine große Herausforderung für die Wissenschaft stellen kleine, sehr stabile und komplex geformte Implantate dar, die sich nach ihrem Einsatz im Körper von selbst abbauen. Forscher vom HZG machen sich dafür neben konventionellen Techniken wie Gießen oder Fräsen eine spezielle Technologie zunutze: das Metallpulver-Spritzgießen (MIM).

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26.11.2014

Kontakt

Dr. Katrin Feuser

Forschungsbereichsbeauftragte Schlüsseltechnologien

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