Bereich I - Biologie, Chemie und Verfahrenstechnik

Neues Verfahren verbindet 3D-Laserlithografie mit Mikrofluidik – Publikation in Science Advances.

Dreidimensionale Strukturen im Mikro- und Nanometermaßstab haben enormes Potenzial für zahlreiche Anwendungen. Ein effizientes und präzises Verfahren, solche Strukturen aus verschiedenen Materialien zu drucken, präsentieren Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Carl Zeiss AG nun in der Zeitschrift Science Advances: Sie haben eine mikrofluidische Kammer in ein 3D-Laserlithografiegerät integriert. Mit diesem System fertigten sie mehrfarbig fluoreszierende Sicherheitsmerkmale, die Geldscheine, Dokumente und Markenprodukte vor Fälschung schützen können. (DOI: 10.1126/sciadv.aau9160)

„Science Data Center für Molekulare Materialforschung“ entwickelt Digitalisierungsbausteine für wissenschaftliche Daten – von Erfassung über Prozessierung bis zur öffentlichen Archivierung.

Das Internet bietet uns rund um die Uhr direkten Zugriff auf das Wissen der Welt. Eigene Projekte profitieren vom Know-how vieler Köpfe und können wiederum mit Interessierten geteilt werden. Gerade Forschende, deren Handwerk der Umgang mit Daten ist, streben einen freien Informationsfluss an. Für die in Laboren erzeugten Rohdaten ergeben sich jedoch einige Hürden beim Datenaustausch. Das „Science Data Center für Molekulare Materialforschung“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) will das nun in Zusammenarbeit mit der Hochschule Karlsruhe und dem FIZ Karlsruhe ändern und erhält dafür eine Förderung von 2,5 Millionen Euro vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK).

Mit Methanspaltung zu sauberem Wasserstoff

Erdgas wird oft als eine saubere Alternative zur Kohle betrachtet. Doch auch das hauptsächlich aus Methan bestehende fossile Erdgas erzeugt bei der Verbrennung noch klimaschädliche CO2-Emissionen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des KIT sowie des Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam ist es aber gelungen, Erdgas klimaneutral nutzbar zu machen: „Wir nutzen die Flüssigmetalltechnologie, um das Methan in gasförmigen Wasserstoff und festen, elementaren Kohlenstoff zu trennen“, sagt Professor Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik des KIT. Bei dem Pyrolyseverfahren wird das Methan von unten in eine auf bis zu 1 200 Grad Celsius gehaltene Säule aus flüssigem Zinn kontinuierlich eingebracht und steigt darin als Blasenschwarm auf. Dabei erreicht das Gas in den Blasen die für die Spaltung notwendige Temperatur und zerfällt. An der Oberfläche des flüssigen Zinns entweicht dann der gasförmige Wasserstoff und der pulverförmige Kohlenstoff kann entfernt werden. „Im Labormaßstab konnten wir den kontinuierlichen Betrieb bei einer Umwandlungsrate von bis zu 78 Prozent nachweisen“, so Wetzel.

Das neue Verfahren hat den Innovationspreis der Deutschen Gaswirtschaft 2018 gewonnen und wird zurzeit mit Partnern aus der Industrie vom Labor in die Anwendung überführt: https://www.kit.edu/kit/pi_2018_151_innovationspreis-fur-klimafreundliche-methanspaltung.php 

Wissenschaftler des KIT entwickeln Methode für dynamischen 3D-Druck – Mikrostrukturen lassen sich durch Licht und Temperatur bewegen.

Mit laserbasiertem 3D-Druck lassen sich heute schon beliebige Strukturen im Mikrometermaßstab herstellen. Für viele Anwendungen, insbesondere in der Biomedizin, wäre es jedoch vorteilhaft, wenn die gedruckten Objekte nicht starr, sondern schaltbar wären. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) konnten nun Mikrostrukturen drucken, die durch den Einfluss von Temperatur oder Licht ihre Form verändern. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications. (DOI: 10.1038/s41467-018-08175-w)

Im europäischen Forschungsprojekt E-MAGIC entwickeln KIT und Helmholtz-Institut Ulm (HIU) gemeinsam mit Kooperationspartnern eine magnesiumbasierte Energiespeichertechnologie.

Leistungsfähiger, günstiger und sicherer als Lithium-Ionen-Batterien: Das erhoffen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie ihre Kooperationspartner von neuartigen Magnesium-Batterien, die sie im Forschungsprojekt E-MAGIC entwickeln wollen. Das von der Europäischen Union (EU) mit über 6,5 Millionen Euro finanzierte Forschungsprojekt bündelt relevante Aktivitäten verschiedener europäischer Wissenschaftsinstitutionen.

Spin-off des KIT erhält den neuen Innovationspreis für eine dezentrale chemische Reaktortechnologie im Containerformat.

Kraftstoffe mithilfe von erneuerbaren Energiequellen preiswert und klimafreundlich herstellen – das ist die Mission des Start-ups INERATEC, einer Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Eigentlich sind bei der Produktion von synthetischen Kraftstoffen wie Benzin riesige Anlagen nötig. INERATEC baut chemische Reaktoren, die so kompakt sind, dass die fertig montierte Anlage in einen Schiffscontainer passt und überall eingesetzt werden kann. Für diese Idee hat das junge Unternehmen nun den erstmals vergebenen Lothar-Späth-Award erhalten.