Archiv: Einblicke in den Forschungsbereich Schlüsseltechnologien (2011)
Supercomputer als Werkzeuge der Wissenschaft
Wie sich Schadstoffe in der Atmosphäre ausbreiten, wie neue Materialien entwickelt werden, wie das Gehirn funktioniert oder wie Großveranstaltungen sicherer gemacht werden können - das alles wird bereits auf Superrechnern simuliert. Supercomputer ermöglichen es, hochkomplexe Systeme zu untersuchen und sind damit heute neben Experiment und Theorie zur dritten Säule in der Wissenschaft geworden. Das Forschungszentrum Jülich ist in Europa einer der führenden Standorte für Supercomputing und bietet Nutzern aus der Wissenschaft eine Rechenleistung der Weltspitze.Knochen aus Bio-Metall
Künstliche Hüften, neue Kniegelenke, Schrauben zum Fixieren von Knochenbrüchen oder gerissenen Bändern – der Bedarf an Implantaten steigt. Denn wenn Menschen länger leben, sind sie auf solche Produkte häufig angewiesen, um mobil zu bleiben. Aber auch immer mehr Jüngere benötigen Knochenersatz oder Reparaturhilfen. „Damit stellt sich für uns die Aufgabe, Materialien dafür zu entwickeln, die noch langlebiger und belastbarer sind und die sich besser und schneller in den Körper integrieren“, sagt Professor Dr. Regine Willumeit vom Helmholtz-Zentrum in Geesthacht. Dort entwickeln die Forscher auch Materialien, die biologisch abbaubar sind, damit zum Beispiel Schrauben nicht mehr herausoperiert werden müssen. „All das soll die Belastung für die Patienten verringern, ihre Lebensqualität steigern und die Kosten für ihre Versorgung senken“, erläutert Willumeit.Mehr Energie mit Eisen und Kohlenstoff
Hochleistungsfähige Energiespeicher sind die Voraussetzung für die Integration von erneuerbaren Energien ins Energiesystem und die künftige Wirtschaftlichkeit der Elektromobilität. Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos sind bislang extrem schwer und sperrig: Bei einer Reichweite von 300 Kilometern wiegen sie rund 450 Kilogramm. Das muss sich ändern: Künftig soll mehr Energie auf gleichem Raum gespeichert werden. Sicherheit und Nachhaltigkeit bilden weitere wichtige Aspekte für die Batterieforschung. Wissenschaftler vom Institut für Nanotechnologie (INT) des KIT entwickelten nun einen völlig neuen Ansatz für die Batteriearchitektur und die verwendeten Materialien.Karlsruher Tarnkappe verfeinert
Mit dem Tarnumhang aus einem Harry-Potter-Film hat die „Teppich-Tarnkappe“ der KIT-Physiker nicht viel gemeinsam, sie kaschiert unter Rotlicht nur eine genau vorab berechnete, winzige Beule - und das, was sich vielleicht dahinter verbirgt. Dafür funktioniert sie aber nach den Gesetzen der Physik! Die KIT-Forscher um Prof. Dr. Martin Wegener vom Center for Functional Nanostructures haben es als weltweit Erste geschafft, eine solche dreidimensionale „Tarnkappe“ für rotes Licht zu erzeugen. Technikfolgenabschätzung zur Nanotechnologie
Nanopartikel sorgen beispielsweise dafür, dass Sonnencreme vor UV-Strahlen schützt oder Kleidung Schmutz abweist, sie haben aber darüber hinaus noch viele Einsatzfelder, die von der Mikroelektronik bis hin zu medizinischen Anwendungen reichen. Ausreichend untersucht ist ihre Wirkung aber noch nicht. Insbesondere kann nicht in allen Fällen dauerhaft ausgeschlossen werden, dass Nanopartikel der menschlichen Gesundheit oder der Umwelt schaden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT um Professsor Dr. Michael Decker und Torsten Fleischer untersuchen, wie sich Forschung, Politik, Gesellschaft und Unternehmen zu Chancen und Risiken der Nanotechnologie verhalten und in einen konstruktiven Austausch treten können. Ziel ist es, den Umgang mit den neuen Technologien gemäß dem Prinzip der Vorsorge zu gestalten.Jülicher Forscher klären molekularen Verschlussmechanismus in Ionenkanälen auf
Viele genetisch bedingte Krankheiten lassen sich auf defekte Ionenkanäle zurückführen, etwa Mukoviszidose, Herzrhythmusstörungen oder bestimmte Augenerkrankungen. Am Forschungszentrum Jülich und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf untersuchen Biochemiker um Professor Dr. Dieter Willbold mit Hilfe der kernmagnetischen Resonanz-Spektroskopie (NMR) und weiteren Methoden, welche Rolle molekulare Strukturen in biologischen Prozessen spielen. weiterlesen "Jülicher Forscher klären molekularen Verschlussmechanismus in Ionenkanälen auf"
