Bereich I - Biologie, Chemie und Verfahrenstechnik

Wissenschaftler des KIT entwickeln Verfahren zum gezielten Abbauen lasergeschriebener Mikrostrukturen – Paper in Nature Communications.

Im 3-D-Druck über direktes Laserschreiben lassen sich mikrometergroße Strukturen für viele Anwendungsbereiche fertigen – von der Biomedizin über die Mikroelektronik bis hin zu optischen Metamaterialien. Forscherinnen und Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun 3-D-Tinten entwickelt, die sich selektiv löschen lassen. Dies ermöglicht, hoch präzise Strukturen auf der Mikro- und Nanoskala gezielt abzubauen und wieder aufzubauen. In der Zeitschrift Nature Communications stellt das Team die neuen Fotolacke vor. (DOI: 10.1038/s41467-018-05234-0)

Pilotanlage bei Barcelona produziert synthetisches Erdgas aus erneuerbarer Elektrizität und Kohlendioxid – Herzstück der Apparatur kommt von INERATEC, einem Spin-off des KIT.

Einen wichtigen Schritt zu einem geschlossenen Kohlendioxid-Kreislauf gehen die Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) INERATEC und das spanische Energieunter-nehmen GAS NATURAL FENOSA: Im katalonischen Sabadell haben sie eine Anlage errichtet, die aus klimaschädlichem Kohlendioxid (CO2) und erneuerbarem Wasserstoff synthetisches Erdgas erzeugt. Das Verfahren basiert auf der Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse und dessen Reaktion mit CO2 aus biogenen Quellen – zum Beispiel aus Klärschlamm.

Innovatives Verfahren zur Stahlbandtrocknung – KIT koordiniert Forschungsprojekt ECCO im Programm Horizon 2020 der EU.

Durch ein neuartiges Ofendesign lässt sich bei der industriellen Stahlbandtrocknung die Energieeffizienz deutlich erhöhen und die Anlagengröße drastisch reduzieren. Die Investitions- und Produktionskosten können mit dem geplanten Verfahren um mindestens 40 Prozent gesenkt werden. Erreicht wird dies durch den Einsatz von Infrarot-Strahlungsbrennertechnologie. Diese energetisch effiziente Methode zu realisieren, ist Ziel des auf vier Jahre angegelegten Projekts ECCO, welches das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert und das von der Europäischen Union mit rund acht Millionen Euro gefördert wird.

Mikroschadstoffe belasten weltweit das Trinkwasser – Effiziente und nachhaltige Technologien zu ihrer Beseitigung fehlen bislang – KIT entwickelt vielversprechendes Verfahren zur Elimination von Hormonen.

Hormone und andere Mikroschadstoffe gefährden die Gesundheit, wenn ihre Rückstände über das Trinkwasser in den Körper gelangen. Breit einsetzbare Lösungen zu ihrer Beseitigung gibt es bislang aber nicht. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat nun ein Verfahren entwickelt, mit dem Hormone schnell und energieeffizient aus dem Abwasser eliminiert werden können. Die Forschungsergebnisse sind im Journal of Hazardous Materials publiziert.

Einen Weg, mithilfe von energiearmem Infrarotlicht energiereichen Wasserstoff direkt ohne großen technischen Aufwand und Stromverbrauch herzustellen, haben Forscher des KIT nun gefunden: Goldene Erbsen, die sich in einer Schote aus elektrisch leitendem Niob-Oxid befinden, absorbieren das  Sonnenlicht. Gibt man die wenige Mikrometer großen mit Nano-Goldpartikeln gefüllten Röhrchen dann in Wasser, wird es in seine Elemente Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. „Sie brauchen das Wasserstoffgas dann nur noch aufzufangen“, sagt Claus Feldmann, Professor am Institut für Anorganische Chemie des KIT. Zwar sei das Verfahren bislang noch wenig effizient, dafür komme es ohne Strom aus, so Feldmann. Wasserstoff gilt als Energiespeicher der Zukunft, muss aber bislang über den Zwischenschritt vorheriger Stromerzeugung mittels fossiler oder regenerativer Energieträger gesondert hergestellt werden. Dass eine noch umweltfreundlichere Variante dieser Art der Energiegewinnung dank der speziellen „Erbsenkatalysatoren“ auch mit langwelligem Infrarotlicht möglich ist, haben die Forscher nun im Magazin Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-017-02676-w.) gezeigt. Weitere zukünftige Einsatzmöglichkeiten für die Technologie sieht Feldmann in der Bindung von klimaschädlichem Kohlendioxid. (mex)
 
Mehr Information:
ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29339734 

 

Wissenschaftler des KIT designen chemische Verbindungen, die als Passwörter für verschlüsselte Informationen eingesetzt werden können – Veröffentlichung in Nature Communications.

Im Zeitalter digitaler Übertragung ist der Schutz sensibler Informationen ein überaus wichtiges Thema. Viele Daten werden daher verschlüsselt auf die Datenautobahn geschickt. Zumeist verwenden diese Verfahren zum Entschlüsseln ein Passwort, und genau dieses ist in den allermeisten Fällen die Eintrittspforte für Codeknacker. Einen neuen und sehr sicheren Weg wählten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), indem sie Informatik mit Chemie paarten und ein gängiges Verschlüsselungsverfahren mit einem chemischen Passwort kombinierten. Über ihre Entwicklung berichten sie nun in einer Open Access Publikation in Nature Communications. (DOI: 10.1038/s41467-018-03784-x  [External Link] ).