Alle Artikel in: Forschung

Neues aus der Wissenschaft

Denkbare Szenarien, wie 5G-Technologien zum Beispiel durch "Erweiterte Realitäten" die Welt verändern können. Hier: Rettungsärzte bekommen eine Visualisierung des Brustkorbes ihres Patienten während der Fahrt zum Krankenhaus. Visualisierung: Deutsche Telekom

5G-Konferenz in Dresden blickt in die vernetzte Zukunft

Dresden gehört zu den Taktgebern für den neuen Mobilfunkstandard Dresden, 20. September 2018. Wenn Asien, die USA und später Europa ab 2019/20 schrittweise den neuen Mobilfunk-Standard der fünften Generation (5G) einführen, erwarten viele Experten davon eine mittlere Revolution für den Automobilsektor, das Internet der Dinge, die Industrie 4.0, Künstliche Intelligenz (KI) und andere Schlüsselbranchen und -technologien. Denn autonom navigierende Autos, mobile Roboter und viele Dinge werden sich in naher Zukunft drahtlos vernetzen. Einige davon werden das sicher per WLAN, Bluetooth oder Zigbee tun, viele aber wahrscheinlich durch den 5G-Funk, der sehr reaktionsschnell, energieeffizient oder auch als schneller Datenschaufler eingesetzt werden kann. Sachsen gilt als einer der Schrittmacher dieser Entwicklung. Daher ist Dresden auch in der kommenden Woche Gastgeber für eine der wichtigsten internationalen 5G-Konferenzenzen.

Im IHD werden Boards mit 3D-Textilfasern verstärkt. Foto: IHD

Zuse-Institute zeigen ihre Leistungskraft

“Leuchttürme und Hidden Champions“: Über 60 Privatinstitute an 30 Standorten präsentieren sich Dresden, 20. September 2018. Über 60 Institute der Zuse-Gemeinschaft zeigen heute in regionalen Leistungschauen an 30 Standorten in Deutschland Regionaltagen, wie leistungsstark die Privatinstitute jenseits der Unis und etablierten großen Forschungsgemeinschaften sind. „Die Forschungslandschaft in Deutschland hat Leuchttürme und Hidden Champions“, betonte Annette Treffkorn, die Geschäftsführerin dieser Vereinigung. „In beiden Welten ist die Zuse-Gemeinschaft zu Hause.“

Blick in eine Experimentalkammer im ELBE-Komplex des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf, an die bereits der Draco-Laser angeschlossen ist. Foto: Heiko Weckbrodt, "Creative Commons"-Lizenz 3.0 (freie Nutzung unter Namensangabe)

Ein Drache zündet Anti-Krebs-Feuer, zweiter dreht das Video dazu

Rossendorfer entwickeln superschnelle Kamera für Laser-Protonen-Kanonen Dresden, 18. September 2018. Forscher aus Dresden-Rossendorf haben gemeinsam mit internationalen Kollegen eine ultraschnelle Kamera entwickelt. Die soll allerdings nicht Fußballszenen oder Dressurreit-Finessen einfangen, sondern weit feurigere Szenen filmen: Wenn sich beispielsweise ein Superlaser in einen Würfel bohrt, dort eine hochenergetische Suppe („Plasma“) aus Elektronen und Rumpfatomen („Ionen“) auf Millionen Grad erhitzt und schließlich einzelne Teilchen fast mit Lichtgeschwindigkeit aus der Materialprobe reißt. Die Wissenschaftler hoffen, in diesen Videos Anhaltspunkte zu finden, wie sie eine neuartige Protonenkanone gegen Hirntumore und Bauschspeicherdrüsen-Krebs bauen können. Dabei kommt es auf oft auf Details und Einzelszenen an, die nur wenige Millionstel Millimeter (Nanometer) Raum einnehmen und einige Billionstel Millisekunden (Femtosekunden) dauern.

Blick auf die Kondensatorbank, die die energioe für die Magnetspulen vorspeichert: Am HZDR loten Wissenschaftler Potenzial und physikalische Grenzen magnetisierbarer Gedächtnislegierungen aus. Die Kondensatorbank ermöglicht ultrakurze Magnetpulse. Foto: HZDR/André Wirsig

Kühlschrank kühlt magnetisch

Physiker aus Dresden und Dortmund arbeiten an Kühltechnik mit Gedächnislegierungen Dresden/Dortmund, 17. September 2018. Physiker aus Dresden-Rossendorf und Dortmund arbeiten an Technologien für massenmarkt-taugliche Magnet-Kühlschränke, die ohne umweltschädliche Kühlmittel auskommen. Dabei setzen sie auf spezielle Formgedächtnis-Legierungen, wie das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mitteilte. Diese Metallverbindungen werden magnetisch und kühlen sich ab, wenn sie in die Nähe eines starken Magneten kommen. Presst dann eine Walze die Legierungen zusammen, entmagnetisieren sie sich wieder und erwärmen sich. Damit lassen sich geschlossene Kühlkreisläufe etablieren.

vSpix's Scheibenflügel-Fledermaus (Thyroptera tricolor). Foto: Sébastien Puechmaille

Dresdner Gen-Forscher planen Erbgut-Arche für die Nachwelt

Neues VGP-Programm soll Genome aller 66 000 Wirbeltierarten der Erde entschlüsseln Dresden/New York/ Hinxton. Forscher aus Dresden, New York und dem englischen Hinxton haben ein neues ehrgeiziges Genetik-Forschungsprogramm gestartet. Beteiligt sind Experten aus aller Welt, darunter Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG), von der Rockefeller University in den USA und vom „Wellcome Sanger Institute“ in Großbritannien. Im „Vertebrate Genomes Project“ (VGP, deutsch: Wirbeltier-Genomprojekt) wollen sie gemeinsam „qualitativ hochwertige, nahezu fehlerfreie und vollständige Genome aller 66 000 Wirbeltierarten der Erde erstellen“. Diese Erbgut-Informationen möchten sie dann in einer digitalen Bibliothek, einer sogenannten „Genom-Arche“, für die Nachwelt speichern.

Ein Schmelzer rührt in einem Alu-Ofen. Foto: Lance Cheung, U.S. Department of Agriculture, Wikipedia, CC2-Lizenz

Fraunhofer Dresden entwickelt Öko-Upgrade für Alu-Hütten

Neue Verbundwerkstoff-Kathode vom Fraunhofer-Institut IFAM soll weltweit 100 Millionen Tonnen Kohlendioxid-Ausstoß pro Jahr einsparen Dresden, 12. September 2018. China, Russland und weitere Länder betreiben rund um den Erdball energiefressende Alu-Hütten, die das beliebten Leichtmau-Material Aluminium mit hohem Stromeinsatz erschmelzen. Rund 57 Millionen Tonnen Alu produzieren diese Werke weltweit – und erzeugen als Nebenprodukt rund 100 Millionen Tonnen Kohlendioxid und weitere Gase. Neuartige Elektroden, die das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Dresden gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt hat, sollen diese Treibhaus-Emissionen nahezu vollständig beseitigen – was auch ein Beitrag zur ökologischen Stabilität der Erdatmosphäre wäre. „Wir sehen da enormes Einsparpotenzial“, sagte Dr. Thomas Schubert vom IFAM.

Blick in den 300-mm-Reinraum des Fraunhofer-CNT in Dresden-Klotzsche. Die Zentrums-Leitung will nun weitere Reinraumflächen bei Infineon anmieten. Foto. Fraunhofer IPMS

Fraunhofer baut CNT-Forschungs-Fab in Dresden aus

Großauftrag von Globalfoundries zielt auf Verbesserung der FDX-Technologie Dresden, 12. September 2018. Das Fraunhofer-Centrum für Nanoelektronik-Technologien (CNT) hat einen Großauftrag vom Halbleiterkonzern Globalfoundries (GF) bekommen, die FDX-Transistortechnologie für das Internet der Dinge (engl.: Internet of Things = IoT) weiterzuentwickeln. Um diesen in sieben Pakete aufgeteilten Auftrag bearbeiten zu können, vergrößert das CNT seinen Reinraum in Dresden-Klotzsche neben den Infineon-Werken um 150 auf dann 900 Quadratmeter und rüstet ihn für über 20 Millionen Euro auf. Das Geld für diese Investition stammt aus dem Fraunhofer-Programm „Forschungsfabrik Mikroelektronik“ (FMD).

Dr. Udo Klotzbach vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden will Skier und Kolbenringe mit einer speziellen Lasergravur gegen Reibung versehen. Foto: Heiko Weckbrodt

Flotte Ski und sparsame Motoren dank Laser

Durch eine spezielle Lasergravur mit Fischgrätenmustern können Dresdner Fraunhofer-Ingenieure die Reibung von Motoren und Sportgeräten mindern Dresden, 12. September 2018. Fraunhofer-Ingenieure haben eine Lasergravur gegen Reibung entwickelt, die Skier schneller bergab sausen und den Spritverbrauch von Autos um ein Zehntel senken kann. Dafür erzeugen sie mit ultrakurzen Laser-Pulsen sehr feine und reibungsmindernde Fischgräten-Muster auf den Sportgeräten und Motorteilen. Diese Technologie könne auch die Verluste in Elektroautos und anderen Maschinen deutlich verringern, betonte Projektleiter Dr. Udo Klotzbach vom Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS). „Außerdem halten die Bauteile im Schnitt etwa 30 Prozent länger“, sagte der 52-jährige Elektrotechnik-Ingenieur.

Foto: Heiko Weckbrodt

Die „Coding Natives“ erobern die Hörsäle

Der Ingenieur und Forscher von morgen ist gleichzeitig Datenspezialist Dresden, 12. September 2018. Wer heute in den Ingenieurwissenschaften oder experimentellen Naturwissenschaften vorne mitspielen will, kommt um mindestens eine Zusatzqualifikation kaum herum: Er oder sie muss auch Datenspezialist sein. „Moderne Mikroskope und andere Forschungsgeräte erzeugen in wenigen Minuten mehrere Terabyte Daten“, erklärte Prof. Giovanni Cuniberti vom Lehrstuhl für Materialwissenschaften und Nanotechnik am Rande der internationalen akademischen Sommerschule „Materials 4.0“, zu der 23 Studenten und Nachwuchswissenschaftler aus zwölf Ländern an die TU Dresden gekommen sind. Experimente mit neuen Materialien seien so komplex, dass kein menschliches Gehirn die miteinander verwobenen Messdaten noch überschauen könne. Dann seien selbst lernende Computer gefragt – und vor allem junge Wissenschaftler, die nicht nur forschen, sondern auch Daten analysieren und Computeralgorithmen schreiben können.

Designer-Werkstoffe, auch Material 4.0 genannt, entstehen wie im Lego-Kasten: Atom für Atom werden die Moleküle am Computer entworfen. Abb.: Heiko Weckbrodt

Wie die KI neue Werkstoffe in Datenfluten findet

TU Dresden lädt zur Sommerschule Materials 4.0 – Deep Materials: Perspectives on data-driven materials research” ein Dresden, 9. September 2018. Alchemisten mögen früher vor allem durch Zufall, eine Brise Erfahrung und manchmal mit lautem Knall neue Werkstoffe entdeckt haben – Johann Friedrich Böttger und sein Meißner Porzellan werden immer wieder gern als Beispiel für diese Art früher Materialforschung genannt. Im Zeitalter der vierten industriellen Revolution („Industrie 4.0“) spannen Forscher und Industrieingenieure dafür lieber „Künstliche Intelligenzien“ (KI) ein: Computerprogramme, die aus Datenfluten unzähliger Experimente genau die Hightech-Werkstoffe herausfischen beziehungsweise designen, die gerade gebraucht werden.

In Japan experimentieren Forschungseinrichtungen wie das Riken-Zentrum bereits seit Jahren mit dem Robotereinsatz in Haushalten und in der Pflege. Hier ist zum Beispiel ein "Robobear" zu sehen, der einen Menschen tragen kann. Foto: Riken

Roboter gegen den Pflegenotstand

Nachwuchs-Forschergruppe untersucht an HTW Dresden, wie Roboter Pflegern helfen können Dresden, 7. September 2018. Kümmern sich künftig Roboter um pflegebedürftige Senioren und Kranke? Unterhalten Sie sich womöglich in Zukunft mit vereinsamten Rentnern? In Japan gibt es bereits seit Jahren Experimente mit Pflege-Robotik – in Europa hat diese Idee bisher kaum Anhänger gefunden. Doch mit Blick auf den Fachkräfte-Mangel in der Alten- und Krankenpflege ist der Gedanke inzwischen gar nicht mehr so abwegig. „Roboter werden in Dienstleistungsberufen wie der Altenpflege nie den Menschen ersetzen“, betont Prof. Anne-Katrin Haubold von der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden. „Aber sie können Beschäftigte entlasten und unterstützen.“

Kleintier-Bildgebung am Institut für Radipharmazeutische Krebsforschung. Foto: Frank Bierstedt , HZDR

Strahlentherapie-Forschung in Dresden wächst

36,6 Millionen Euro teures Rossendorfer Zentrum für Krebsforschung eingeweiht Dresden-Rossendorf, 4. September 2018. Die Helmholtz-Wissenschaftler in Dresden-Rossendorf  haben gestern ein 36,6 Millionen Euro teures „Zentrum für Radiopharmazeutische Tumorforschung“ (ZRT) in Betrieb genommen. Auf dieser neuen „Infrastruktur für die Forschung“ ruhe die Hoffnung, damit letztlich „die Behandlung der Volkskrankheit Krebs verbessern zu können“, sagte Prof. Roland Sauerbrey, der wissenschaftliche Direktor des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), zu dem das ZRT gehört. Der Neubau sei ein weiterer Baustein für Dresdens Position als einer der führenden Standorte für Strahlentherapie in Deutschland.

Optischer Aufbau für Experimente mit verschränkten Photonen am IFW Dresden, Foto: Jürgen Lösel für das IFW Dresden

Antenne für abhörsichere Quanten-Kommunikation

Dresdner Forscher stellen bisher hellste Quelle für verschränkte Lichtteilchen vor Dresden/Hannover, 2. September 2018. Kein Sicherheits-Code ist unknackbar. Das haben das deutsche Enigma-Desaster, die von den Briten entschlüsselten sowjetischen Geheimdienst-Telegramme und über 5000 Jahre Kryptographie-Erfahrung immer wieder bewiesen. Im Digitalzeitalter können derartige Sicherheits-Lecks dramatische Folgen haben, wenn sich im kommenden „Internet der Dinge“ alles mit allem vernetzt: Was Cybergangster anstellen können, wenn sie über vernetzte Krankenhäuser, Fabrikroboter oder dicht rasende Pulks aus autonom fahrenden Autos Kontrolle erringen, mag sich jeder leicht ausmalen. Abgesehen davon hat der NSA-Skandal erneut gezeigt, dass Deutschland gut beraten ist, sich nicht auf Netzwerktechnik aus den USA (oder China) zu verlassen. „Q.Link.X“: 24 Institute entwickeln deutschen Quantenrepeater Daher entwickelt ein „Q.Link.X“-Konsortium aus 24 deutschen Unis und Instituten nun im Bundesauftrag ein völlig neues System für abhörsichere Kommunikation, das nicht mehr auf Schlüsseln, sondern auf Quanteneffekten basiert. Um die benötigten verschränkten Lichtteilchen zu erzeugen, haben Forscher aus Dresden und Hannover nun eine Photonen-Antenne mit Rekord-Ausbeute entwickelt. „Mit einer Ausbeute von 37 % pro Puls ist es die hellste Quelle verschränkter Photonen“, teilte …

Koreanische Partner schauen sich den Fahrzeug-Leichtbau im ILK der TU Dresden an. Foto: Andreas Scheunert für das ILK Dresden

Wiederverwertbare Leichtbau-Elektroautos im Fokus

Forel-Experten treffen sich in Dresden Dresden, 29. August 2018. Wie lassen sich Elektroautos in Zukunft so leicht bauen, dass sie auf ähnliche Reichweiten wie klassische Verbrennungsmotor-Fahrzeuge kommen? Wie können wir Berge neuen Hightech-Mülls vermeiden, wenn die Elektromobilität an Fahrt gewinnt? Mit diesen und anderen Leichtbau-Herausforderungen der nahen Zukunft beschäftigt sich das deutsche Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Forel“, das „Lücken in vorhandenen Entwicklungs- und Prozessketten der Elektromobilität“ schließen soll. Wichtige Etappenerfolge wollen die beteiligten Ingenieure und Forscher bei einem Forel-Kolloquium am 3. und 4. September 2018 im Deutsches Hygiene-Museum in Dresden erörtern. Das hat das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden als gastgeber und Mitorganisator angekündigt.