Fraunhofer IKTS Blog

Das Porträt am Dienstag. Beim #diensttalk geben Mitarbeitende einen kleinen Einblick hinter die Kulissen von Europas größter Einrichtung für Keramikforschung und verraten, was sie bei ihrer Forschung antreibt.

Offshore-Windparks zählen zu den verlässlichsten regenerativen Energiequellen. Eine Anlage besteht aus vier wesentlichen Sektionen: dem Rotorbereich, Tower, Transition Piece mit Arbeitsplattform und der Gründungsstruktur. Die Gründungsstruktur verankert die Anlage stabil im Meeresboden. Bianca Weihnacht und ihr interdisziplinären Team überwachen mit ihrem Ultraschall-Sensorsystem den Zustand der Gründungsstruktur unter Wasser automatisiert in Echtzeit. Damit erkennen und lokalisieren sie frühzeitig z. B. Risse in der Schweißnaht zwischen Transition Piece und Gründungsstruktur. So können die Energieversorger die Anlagen wirtschaftlicher betreiben. Denn durch Permanentüberwachung lassen sich Reparaturen besser planen. Wie genau? Bianca Weihnacht berichtet es Ihnen im kurzen Video und Interview.

Kilian Tschöke entwickelt am Fraunhofer IKTS Systeme für die Zustandsüberwachung, um die Sicherheit von Leichtbauteilen im Auto zu verbessern. Als Mathematiker simuliert Kilian die Funktionsfähigkeit der Sensorsysteme, bevor sie in Einsatz kommen. Er macht Verborgenes sichtbar und visualisiert die vielen, komplexen Daten aus den Messungen in Form eines einfachen Ampelsystems, sodass der Anwender auf einen Blick den Zustand der kritischen Bauteile erkennt.

Wissen Sie, was Sie zuhause alles aus Keramik besitzen? So manches würde Sie überraschen. Schauen wir uns einmal genauer an, was Keramik eigentlich ist, woher sie kommt und wie wir sie nutzen.

Im letzten Teil der #SONNE-Interviews zur Mikroplastik schauen wir auf aktuelle Projekte zur Mikroplastikforschung wie das »The Great Pacific Garbage Patch«-Projekt (GPGP) von »The Ocean Cleanup«. Wir klären Fragen zur Übertragbarkeit von Kathrin Oelschlägels Forschung auf andere Forschungsfelder und werfen einen Blick in die Zukunft. Denn schon bald heißt es fürs IKTS: volle Fahrt voraus auf dem Forschungsschiff SONNE!

Die Gießereiindustrie besitzt eine Schlüsselrolle als Zulieferbranche vor allem für Unternehmen aus dem Fahrzeug- und Anlagenbau, der Luftfahrtindustrie, dem Schiffsbau oder der Energietechnik. Die Anforderungen an die Herstellung von Gussteilen hinsichtlich Qualität, Preisgefüge, Zuverlässigkeit und Formenvielfalt steigen stetig. Das Fraunhofer IKTS entwickelt keramische Hochleistungswerkstoffe, die einen entscheidenden Beitrag leisten, um diesen Ansprüchen gerecht zu werden.

Dr. Matthias Ahlhelm ist Experte für keramischen Knochenersatz. Über Formgebungsverfahren wie das Gefrierschäumen kombiniert mit 3D-Druck kann er personalisierte Knochenstrukturen anfertigen. Im Interview zeigt er uns, was Keramik für Vorteile in der Medizin und für den Patienten bietet. Außerdem: Ein Miniausflug in den Weltraum darf dabei nicht fehlen.

Das Erforschen des Mikroplastiks im Meer ist hochkomplex. Erst recht diffizil sind die Umweltbedingungen im Labor nachzubilden. Das beginnt schon bei der Flüssigkeit, beim Meerwasser. In der Natur zersetzt sich das Mikroplastik mit der Zeit, durchmischt sich mit dem Wasser und sinkt ab. Wie be-schleunigt man aber die Alterung des hydrophoben Plastiks naturgetreu im Labor, um im Zeitraffer die gleichen Effekte zu erzielen? | #SONNE4

Im Interviewteil #SONNE3 geht Frau Oelschlägel näher auf die Fragen zum Mikroplastik im Projekt »WEATHER-MIC« ein. Dabei spielen die Materialkennwerte eine entscheidende Rolle. Kathrin Oelschlägel zeigt uns deren Relevanz am Beispiel des Wasserflohs. Außerdem klären wir den Unterschied zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik.

Verwitterung, UV-Licht, FTIR-Analyse, Röntgendiffraktometrie, Thermoanalyse oder aber die Farbbestimmung von Mikroplastik. Im Interview #SONNE2 lesen Sie mehr dazu, wie die IKTS-Forscherinnen, Frau Oelschlägel und Frau Dr. Potthoff, dem Mikroplastik auf der Spur sind und welches Methodenrepertoire sie dabei verwenden.

Zu verstehen, was Mikroplastik ist und wie es entsteht, ist essentiell. Bereits jetzt wurden erste Spuren von Plastik in menschlichen Ausscheidungen gefunden. Außerdem gelangen Unmengen an Plastikmüll täglich in die Ozeane. Regelmäßig berichten Nachrichten über verhungerte Vögel, Fische und Wale, deren Mägen mit Plastik gefüllt waren. Das verheerende dabei ist, dass die Langzeitschäden, die Plastik auslösen kann, noch größtenteils unerforscht sind. Es ist wichtig – sowohl für uns Menschen als auch für die Umwelt – das Plastik zu verstehen. Im ersten Teil zur Serie »Mikroplastik« stellen wir Ihnen die beiden IKTS-Forscherinnen vor, welche Fragen zur Mikroplastik beantworten wollen.

Dr. Jonas Sundqvist ist Experte im Bereich Atomlagenabscheidung (ALD) und kam 2003 von Schweden nach Deutschland, um Speicherchips für die Halbleiterindustrie zu entwickeln. Im Interview und Video verrät er, wie viel Skandinavien in seiner Arbeit steckt und wie er ALD weiterentwickelt.

#diensttalk: Das Mitarbeiterportrait am Dienstag. Karl Skadell und seine Kollegen haben in den letzten fünf Jahren die Natrium-Batterie, seit den 70er Jahren bekannt als ZEBRA-Technologie, weiterentwickelt und erstmals 100 Ah-Zellen realisiert – gemessen an der Kapazität ist das die weltgrößte Zelle dieser Art. Im Modul mit 22 Zellen erreichen sie 5 kWh. Das ist der Tagesbedarf eines Singlehaushalts!

#diensttalk: Das Mitarbeiterportrait am Dienstag. Wenn es raucht, schäumt und in allen Farben sprudelt: Chemie hat mich schon in der Schule fasziniert. Es ist toll, wie Rohstoffe verarbeitet werden können, damit aus ihnen bestimmte Produkte entstehen. Deshalb habe ich eine Ausbildung zur Chemielaborantin gemacht und konnte bereits Erfahrungen in der Umweltanalytik, der Lebensmittelchemie und der Papierforschung sammeln. Am IKTS trage ich nun zu coolen Produkten bei, die in der Mikroelektronik oder Energietechnik eingesetzt werden.

(Fast) jeder isst und liebt sie. Sie wird häufig als kleine Sünde für zwischendurch bezeichnet und doch zu jeder Tageszeit genascht. Die Rede ist natürlich von Schokolade. Aber wussten Sie schon, dass man bis ins 19. Jahrhundert Schokolade in der Apotheke kaufte, da sie als Kräftigungsmittel galt? Und mehr noch: Hätten Sie gedacht, dass das Fraunhofer IKTS ein mit Schokolade überzogenes Sensorsystem in Form eines Schokoriegels entwickelte?

Wir Deutschen lieben unser »flüssiges Brot«. Gerade in geselliger weihnachtlicher Runde ist ein wohlig Blondes etwas Feines! Übrigens: Wir Deutschen glauben, dass wir DIE Biernation sind. Allerdings stimmt das nicht ganz. Denn zumindest, was das Trinken betrifft, konsumieren die Tschechen mehr. Aber woher kommt das Bier eigentlich? Und kann der ziemlich perfekte Brauprozess dennoch weiter optimiert werden?

2018. Ein besonderes Jahr. Das Jubiläum. Der Rückblick. Denn bereits zum 10. Mal fand das International Symposium on NDT in Aerospace statt. Was 2008 einmal in Deutschland als Idee und Initiative der DGZfP begann, etablierte sich seit 2010 als jährliches Ereignis. Im Voraus schon fest in den Terminkalendern des »Who's Who« der Luft- und Raumfahrtbranche ver-merkt, trafen und treffen sich Wissenschaftler, Ingenieure, Industrie sowie Studierende und alle Interessierten immer an solchen Orten, wo die Luft- und Raumfahrt ein zu Hause hat…

In diesem Video stellt Dr. Matthias Ahlhelm sich und seinen Forschungsbereich am Fraunhofer IKTS vor. Dabei spielen Formgebung und abbaubare Materialien, etwa keramische Biomaterialien, eine entscheidende Rolle. Matthias Ahlhelm gibt Ihnen einen kurzen Einblick, wie er und seine Kollegen personalisierte Knochenimplantate aus Biomaterialien in einer Kombination aus 3D-Druck und Gefrierschäumen herstellen...

Schön, modern, oekologisch, oekonomisch, dezentral! So ließe sich das Akronym »smood« – das Wohnen der Zukunft – auch beschreiben. Aber eigentlich steht »smood« für »smart neighborhood«. Gemeint ist damit das Wohnen, Leben und Arbeiten in einer gebäudeintelligenten, umweltfreundlichen Nachbarschaft umgeben von »Grüner Energie«. Denn genau diese »Grüne Energie« ist der Kern von »smood«.

Unser Whiteboard. Anfangs leer, füllte es sich täglich mehr. Ganze fünf Tage ICIM – the 15th International Conference on Inorganic Membranes – waren von uns gemeinsam mit unserem Partner, dem Forschungszentrum Jülich, zu planen. Dann nach reichlich neun Monaten Vorbereitungszeit zählten wir die Wochen, Tage, ja letztlich sogar die Stunden bis sich die ICIM-Türen im Westin Hotel Bellevue Dresden öffneten. Haben wir an alles gedacht? Organisierten wir die ICIM so, dass sich unsere mehr als 300 internationalen Gäste aus 29 Nationen auch rundum wohl fühlen werden?...

Generation Y. Zu dieser Generation gehöre auch ich. Einiges wird uns unterstellt. Eine viel zitierte Behauptung ist: Wir werden wieder umweltbewusster. In allen Bereichen meines Lebens versuche auch ich, Naturprodukte zu verwenden und auf die Umwelt zu achten. Gerade im Bereich der Kosmetik ist mir dieses Thema besonders wichtig, denn jeder, Sie eingeschlossen, nutzt täglich Kosmetika. Und das nicht wenig; halten Sie doch mal einen Moment inne und denken Sie daran, wie viele Kosmetikprodukte Sie selbst besitzen und Tag täglich nutzen. Deswegen ziehe ich Naturkosmetik herkömmlicher Kosmetik vor. Aber was genau unterscheidet herkömmliche von Naturkosmetik?

Als Forschung- und Technologiedienstleister entwickelt das Fraunhofer IKTS Lösungen für hochbeanspruchte Komponenten im Maschinen- und Fahrzeugbau sowie der Medizin-, Energie- und Umwelttechnik. Eine besondere Herausforderung stellt dabei stets die zuverlässige Anbindung keramischer Werkstoffe an andere Materialsysteme dar. Das langjährige Know-how des IKTS in der Materialkombination wird in verschiedensten Bereichen der Oberflächenveredelung und -funktionalisierung genutzt und auch für Anwendungen über die Keramik hinaus entwickelt. Dazu eine Auswahl ausgewählter Beispiele...

Der Geruch erinnert an Urlaub und doch weiß jeder gleich, was in den großen Teichanlagen in den Wermsdorfer Teichen produziert wird. Die Rede ist von Fisch in Aquakultur. Naturnah, artgerecht, nährstoffreich. Die werthaltigen Nährstoffe im Fisch sind mit ein Aspekt, weshalb der Seafood- bzw. Fischkonsum weltweit steigt. Der weltweite durchschnittliche Seafoodverzehr liegt bei mehr als 20 Kilo pro Kopf und Jahr. Dieser Bedarf an Fisch und Meeresfrüchten ist ohne exzessives Aquarfarming nicht mehr zu decken. Die Farmer sehen sich dabei mit Herausforderungen - Stichwort Nachhaltigkeit im Umgang mit Wasser - konfrontiert, die nach Lösungen rufen...

Haben Sie schon mal Ihr Duschwasser in Eimern gesammelt? Was für den einen völlig absurd klingt, war für unsere Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS eine Zeit lang Standard. Denn sie entwickeln Systeme, mit denen sich Haushalte in ländlichen Regionen oder auf dem Wasser künftig unabhängig vom öffentlichen Energie-, Wasser- und Abwassersystem versorgen können sollen. Scheint trivial? Ist es aber ganz und gar nicht. Alleine der Wasser- und Abwasserkreislauf ist schon eine Herausforderung für sich...

Das Fraunhofer IKTS wünscht Ihnen und Ihrer Familie besinnliche Festtage und ein freudvolles Jahr 2018. Sehen sie sich im letzten Türchen eine Fotostrecke zur Räucherkerzenherstellung inklusive dampfender Räuchermänner an.

Heute öffnen wir das vorletzte Türchen unseres Science-Blog-Adventskalenders. Der Räuchermann ist aufgeregt, denn die Lösung steht kurz bevor. Der Rechner lieferte uns bereits im letzten Beitrag einen Einblick, wie sich die Temperaturen und damit die Luftdichte im Inneren des Räuchermanns verhalten. Wir vermuteten schon, dass die geringe Dichte der warmen Luft zu einer vertikalen Bewegung führt.

Der Räuchermann schaut interessiert zu, während der Computer die ersten Ergebnisse liefert. Zur Erinnerung: Wir kombinierten im gestrigen Beitrag den Räuchermann mit seiner inneren Form, dem Räucherkerzchen und der umgebenden Luft. Wir wiesen all diesen Elementen Eigenschaften zu, die entweder von uns gemessen wurden oder die wir anders ermittelten oder festlegten. Nun starten wir die Simulation. Das heißt, der Rechner sagt uns, was jetzt passiert. Welche physikalischen Effekte können wir beobachten?

Im zweiten Teil unseres Adventskalenders sahen wir bisher, wie wir den Räuchermann als einen chemischen Reaktor betrachten können mit einer inneren und äußeren Form, mit Abmessungen und Werkstoffeigenschaften. Wir erfuhren ebenfalls, wie wir diese Form und diese Eigenschaften in verschiedene Modelle im Computer übertragen können: Nämlich, indem wir zum Beispiel die Form durch viele kleine gedachte Tetraeder abbilden und den Raum rund um den Festkörper als Gasraum definieren. Damit legten wir die theoretischen Grundlagen für das weitere Verständnis.

Hinter dem letzten Kalendertürchen beschrieben wir, wie wir mit der Thermogravimetrie bestimmen können, bei welchen Temperaturen etwas Spannendes mit dem Kerzchen passiert: Nämlich bei 300 °C und 500 °C. Bei diesen Temperaturen verlassen Bestandteile das Kerzchen, denn die Masse nimmt ab. Es müssen auch gasförmige Stoffe sein, die entstehen, denn es bleibt kein Rückstand. Sind diese Gase etwa der wohlriechende Rauch? Um das herauszubekommen, bedienen wir uns eines Tricks.

Hinter unserem heutigen Türchen beginnen wir, das Geheimnis des Rauches zu lüften. Wir wissen nun, wie heiß das Kerzchen wird, bei welcher Temperatur es sich zersetzt und welche Wärme es freisetzt. Wir wissen noch nicht, wann und wie der Rauch entsteht und wie er zusammengesetzt ist.