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Gewählte Kategorie Verfahrenstechnologie
Titandioxid zur Luftreinigung in Innenräumen
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Infomercial der Sto AG
class=”intro”>Seit langem ist bekannt, dass Titandioxid an seiner Grenzschicht mit der Luft organische Materie zersetzt. Professor Dr. Horst Kisch von der Universität Erlangen hat Titandioxid so modifiziert, dass der Effekt nicht nur mit hochenergetischer Ultraviolettbestrahlung, sondern bereits mit diffusem Tageslicht funktioniert. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen hat die Sto AG eine Wandfarbe mit integriertem Luftreiniger entwickelt.
Seit mehreren Jahren forscht der Chemiker und Bioniker Horst Kisch am Erlanger Institut für Anorganische Chemie an Titandioxid. In diesem Infomercial der Sto AG erklärt er, wie der chemische Prozess der Luftreinigung durch Titanoxid grundsätzlich funktioniert und welche Leistungen für die Luftreinigung er erbringen kann. Selbst Bakterien und organische Verbindungen lassen sich mit Titandioxid in Kohlendioxid und Wasser unschädlich machen.
Diese Methode aus der Natur hat die Sto AG aufgegriffen und daraus eine Wandfarbe aus Titandioxid entwickelt. Sie dient als Luftreiniger – wobei vor allem Geruchsstoffe in Innenräumen abgebaut werden – und verbessert so das Raumklima.
© Sto AG 2011
Tabakblätter als Arzneimittel
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Pflanzen bieten gute Skalierung für die Produktion von Biopharmaka
Heute werden Biopharmaka, biochemisch erzeugte medizinische Präparate, aus tierischen Zellen oder Bakterien gewonnen. Am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie suchen Forscher nach pflanzlichen Ausgangsstoffen für die Produktion von Proteinen und sind bei den Tabakblättern fündig geworden.
Tabak, vor allem als Suchtmittel bekannt, testen Forscher am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie, kurz IME, auf Ihre Brauchbarkeit als Biopharmazeutikum. In Aachen ist es Dr. Stefan Schillberg, Dr. Jürgen Drossard und Dr. Thomas Rademacher jetzt gelungen, aus Tabakblättern einen HIV-spezifischen Antikörper zu entwickeln.
Im Gegensatz zum Einsatz tierischer Zellen bringt die Nutzung des pflanzlichen Ausgangsmaterials einen erheblichen Vorteil für die künftige Herstellung: Die großtechnische Produktion ist aus Pflanzen deutlich einfacher zu skalieren. Die Reportage von HYPERRAUM.TV zeigt, wie das Verfahren in einer Pilotanlage am IME funktioniert und wie dabei über die Erzeugung einer transgenen Tabakpflanze ein als medizinischer Wirkstoff nutzbares Protein entsteht.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2011
Wenn Kautschuk zu Keramik wird
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Infomercial der Wacker Chemie AG
Herkömmliche Kabel sind brennbar, das heißt, dass sie im Fall eines Brandes Kurzschlüsse verursachen und damit den Brand sogar weiter ausbreiten können. Neue Siliconkautschuke weisen jetzt den Weg zu Sicherheitskabeln für den breiten Anwendungsmarkt.
Bei sogenannten Sicherheitskabeln ist die Funktionsfähigkeit durch einen isolierenden Kabelmantel auch während eines Brandes gewährleistet. Bis vor kurzem konnten solche Kabel wegen hoher Produktionskosten nur als teure Sonderanfertigungen hergestellt werden. Der breite Einsatz im Fahrzeug- oder Werkzeugbau blieb ihnen daher verschlossen. Seit kurzem lassen sich neuartige Siliconkautschuke mit besonderen Fähigkeiten einfach auf den Kupferleiter aufbringen. Auch dieser Kautschuk-Schutzmantel „verbrennt“ zwar, allerdings entsteht keine Asche, sondern der Kautschuk verwandelt sich dabei in eine sehr harte Keramikschicht, die selbst bei Temperaturen um 1000 Grad Celsius noch ausreichend elektrisch isolierend wirkt.
Sicherheitskabel dieser Art eignen sich für den Einsatz auf Ölplattformen ebenso wie in der Fahrzeugtechnologie. Das Infomercial der Wacker AG zeigt die Herstellung dieser innovativen Sicherheitskabel für den breiten Markt.
© Wacker Chemie AG 2011
Boomende Zukunftsbranche Optoelektronik
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Infomercial des VDI Technologiezentrum
Der Markt der „Lichtlösungen“, die Photonik, ist heute weltweit über 250 Milliarden Euro schwer und glänzt mit zweistelligen Wachstumsraten. Allein in Deutschland beschäftigt er über 120.000 Menschen. Die Branche bleibt auf expansivem Wachstumskurs.
Der Beitrag des VDI Technologiezentrum zeigt konkrete Beispiele innovativer Lösungen. Ein Modellprojekt für neue Beleuchtung befindet sich in Trier. Im Schulzentrum am Mäusheckerweg sollen bald alle Klassenräume in klarem LED-Licht erstrahlen. Das soll die Energiekosten im Betrieb auf etwa ein Drittel senken. Ein anderes beleuchtetes Beispiel kommt aus der Medizintechnik: An der Charité in Berlin untersuchen Prof. Dr.-Ing. Jürgen Lademann und sein Team mit Hilfe photonischer Medizintechnik nicht-invasive Untersuchungsmethoden. Das dritte Beispiel kommt aus dem Maschinenbau, wo bei der Firma EOS aus Krailling mit Licht, dem sogenannten Laser-Sinter-Verfahren, Geigen produziert werden. Die künftigen Möglichkeiten der Produktion mit Laser-Sintern sind enorm und reichen bis zu individuell gefertigten Prothesen.
© VDI Technologiezentrum 2011
Künstliche Haut aus der Fabrik
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Tissue Engineering erzeugt synthetische Gewebe
Die Fraunhofer-Gesellschaft arbeitet in einem Verbundprojekt von vier Instituten an der Fabrik für menschliche Haut. Zukünftig könnten solche „Gewebefabriken“ in großen Kliniken stehen und mit Hilfe der regenerativen Medizin Ersatzorgane für Patienten wachsen lassen.
Die Haut – das größte Organ des Menschen – ist der Schutzmantel des menschlichen Körpers. Gleichzeitig übernimmt die Haut wichtige weitere Funktionen: als Sinnesorgan gibt sie Informationen über die Außenwelt und ist zudem Teil des Stoffwechsels und des Immunsystems. Seit ein paar Jahren gelingt es mit Hilfe des „Tissue Engineering“ dieses Gewebe künstlich herzustellen. Bislang konnte dies allerdings nur in teurer Handarbeit von Speziallaboren produziert werden. Biologen, Physiker und Ingenieure von vier Fraunhofer-Instituten arbeiten inzwischen in einem weltweit einzigartigen Projekt: in der Fabrik für menschliche Haut. Sie soll die Technologie so weit entwickeln, dass sie auch in der breiten Medizin zum Einsatz kommen kann
Die biologische Grundlagen-Entwicklung sowie die Validierung der Anlage liegt beim Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI sowie am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Mit der Prototypenentwicklung bis zu einem funktionsfähigen Gesamtsystem beschäftigen sich die Experten am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA sowie am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Eine wichtige erste Zielgruppe für künstliche Haut sind Firmen, die im Bereich der Kosmetik-, Chemikalien- oder Medikamentenentwicklung arbeiten und die darauf angewiesen sind, Gewebe einzusetzen, sowohl für die Risikoabschätzung, als auch für die Verträglichkeitsprüfung. Künftig sollen aber auch Haut und Knorpel verstärkt für Transplantationen zum Einsatz kommen, beispielsweise auch als künstliche Speiseröhre nach Unfällen oder Tumorerkrankungen, die bislang nicht behandelbar sind. Die Erzeugung künstlicher Haut gehört in den Bereich der regenerativen Medizin, wo Experten in den nächsten zehn Jahren erhebliches Wachstumspotenzial sehen.
Im November 2011 wird der Weltkongress der Regenerativen Medizin in Leipzig stattfinden.
© Fraunhofer-Gesellschaft 2011
Wie aus Quarzitgestein Silicium wird
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Infomercial der Wacker Chemie AG
Silicium ist das Basismaterial der modernen Mikroelektronik und kommt auch in der Photovoltaik zum Einsatz. Dieser Bericht zeigt, wie mit Hilfe modernster Verfahrenstechnik aus dem Mineral Quarzit ein wertvoller Industrie-Rohstoff entsteht.
Silicium ist ein weit verbreitetes chemisches Element, aber es kommt in der Natur nicht elementar vor, doch in seiner Verbindung mit Sauerstoff ist es allgegenwärtig. Das Besondere am Silicium liegt in seinen Eigenschaften als Halbleiter. Die elektrischen Eigenschaften lassen sich – im Gegensatz zu anderen Materialien – auch im großtechnischen Herstellungsprozess exakt einstellen. Silicium ist dadurch zum grundlegenden Material für die moderne Elektronik geworden. Auch in der Photovoltaik spielt Silicium eine große Rolle.
Will man aus Quarzit reines Silicium gewinnen, muss man ihm den Sauerstoff entziehen. Dies geschieht in einem energieintensiven Prozess, bei dem Quarzit zusammen mit Kohlenstoff (aus Kohle oder Holz) auf etwa 1.800 °C erhitzt wird. Der Kohlenstoff verbindet sich dann mit dem Sauerstoff des Quarzits zu Kohlendioxid und übrig bleibt Rohsilicium mit einer Reinheit von 98 bis 99 Prozent. Das Rohsilicium wird gemahlen und anschließend in einem Reaktor mit gasförmigem Chlorwasserstoff, HCl, zu flüssigem Trichlorsilan umgesetzt. Dieses Zwischenprodukt wird destilliert und dadurch von Verunreinigungen befreit. Aus der hochreinen Flüssigkeit werden dann Stäbe aus reinstem polykristallinem Silicium (Polysilicium) gewonnen. Es ist so sauber, dass auf eine Milliarde Siliciumatome nur noch ein Fremdatom kommt.
Das Infomercial zeigt den Prozess der Silicium-Herstellung und gibt Einblick in unterschiedliche Einsatzbereiche des wertvollen Materials.
© Wacker Chemie AG 2010
