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Archive for the ‘Research’ Category

innoemat-logo-100Am 23. und 24. November fand das erste Statusseminar der Förderinitiative „InnoEMat – Innovative Elektrochemie mit neuen Materialien“ in Leipzig statt. Der fachliche Austausch sowie das Knüpfen neuer Kontakte zwischen allen 17 Verbundprojekten, die vom BMBF gefördert werden, standen dabei im Mittelpunkt.

Fachleute aus den unterschiedlichsten Fachrichtungen der Elektrochemie nutzen dieses Statusseminar, um sich über die Inhalte aller InnoEMat-Verbundprojekte zu informieren und auch eigene Zwischenergebnisse zu präsentieren. So ermöglichte die Veranstaltung wertvolle Blicke über den fachlichen Tellerrand, um nicht zuletzt Impulse und Synergien für das eigene Projekt zu gewinnen. Jedes der 17 Verbundprojekte präsentierte sich mit einem eigenen Übersichtvortrag und einem Poster. Die Teilnehmer aus Industrie und Forschung verfolgten das fachlich breit gefächerten Vortragsprogramm sowie die begleitende Posterausstellung mit regem Interesse. „Bei den Vorbereitungen war uns eine möglichst angenehme Atmosphäre am Tagungsort wichtig, damit die Teilnehmer sich auch auf fachfremdem Terrain wohlfühlen und miteinander ins Gespräch kommen. Das ist uns sehr gut gelungen!“, resümiert Dr. Daniel Meyer von der Deutschen Gesellschaft für Oberflächentechnik (DGO).

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Die nicht öffentliche Veranstaltung war die erste von insgesamt drei Statusseminaren, die jährlich vom wissenschaftlichen Begleitprojekt „InnoEMatplus“ initiiert und organisiert werden. Es wird gemeinsam von der DGO, der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) und der DECHEMA umgesetzt und hat die Aufgabe, die Verbünde bei der Öffentlichkeitsarbeit, der Vernetzung, dem Austausch und der Verwertung ihrer Ergebnisse zu unterstützen.

Die Förderinitiative „InnoEMat – Innovative Elektrochemie mit neuen Materialien“ selbst ist Bestandteil der Hightech-Strategie der Bundesregierung und an die deutschen Kernbranchen Automobilindustrie, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrttechnik sowie die chemische Industrie gerichtet. Mit Impulsen für neue Materialien, neue Verfahren und die Produktinnovationen von Morgen zielt das Förderprogramm auf die nachhaltige Unterstützung mittelständischer Unternehmen in Deutschland.

Elektrochemische Oberflächentechnik und Syntheseverfahren sind Forschungsschwerpunkte

 Sieben der 17 Verbundprojekte setzten sich mit der Neu- und Weiterentwicklung oberflächentechnischer Prozesse sowie neuer Anwendungsszenarien für diese auseinander. So stehen u.a. REACH-konforme Beschichtungsverfahren, die Abscheidung von Legierungsschichten aus ionischen Flüssigkeiten oder neuartige Fügeverfahren für mikroelektronische Bauteile im Fokus. Weitere fünf Verbundprojekte im Themenfeld der elektrochemischen Syntheseverfahren zielen u.a. auf die Abkürzung konventioneller, mehrstufiger Syntheseverfahren sowie auf neue Wirkmechanismen bei der Aufbereitung von industriellen  Prozessabwässern. Weitere Verbundprojekte setzen sich mit neuen Technologien für verbesserte stationäre Energiespeicher neue Sensorik für medizintechnische Anwendungen auseinander.

Spannender Impulsvortrag und kontroverse Podiumsdiskussion

Als besonderes Highlight erwartete die Teilnehmer eine anregende Podiumsdiskussion zum Thema „Elektrochemie und Energiewende: auf Kollisionskurs?“, die mit einem Impulsvortrag mit dem Titel „Innovative Elektrochemie in der Energiewende: Herausforderungen und Chancen“ von Professor Kai Sundmacher (Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme, Magdeburg) eingeleitet wurde. In seinem Vortrag griff Kai Sundmacher unter anderem verschiedene elektrochemische Prozesse auf und bewertete deren Potenzial im Kontext zu den Herausforderungen der Energiewende: „Deutschland ist das Labor der Erde und die ganze Welt blickt mit der Frage auf uns, ob wir die Energiewende schaffen“, so Sundmacher. „Zwar beträgt der Anteil Deutschlands an der weltweiten Treibhausgasemission nur ca. 2%, jedoch lassen sich in Deutschland funktionierende Konzepte auch auf China oder die USA übertragen“, so Sundmacher weiter. Die anschließende Podiumsdiskussion knüpfte an die Inhalte des Impulsvortrages an und wurde vom Auditorium rege für Diskussionsbeiträge genutzt.

Die Organisatoren ziehen positives Fazit

„Während und nach der Veranstaltung haben uns viele Teilnehmer ein äußerst positives Feedback über die Inhalte und den Ablauf des Statusseminars vermittelt. Das motiviert uns für die Vorbereitungen des 2. Statusseminars 2018 in Frankfurt“, so Dr. Daniel Meyer vom wissenschaftlichen Belgleitprojekt „InnoEMatplus“.

Weiterführende Informationen zur Förderinitiative InnoEMat, zu den Projektinhalten und den Ansprechpartnern finden Sie auf der Website www.innoemat.de.

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Nachlese zur DECHEMA-Frühjahrstagung der Biotechnologen

Wie haben Sie Ihre Berufswahl getroffen? Sind Sie in die Fußstapfen der Eltern getreten, hat eine Lehrerin Sie für Ihr Fach begeistert, oder hat das Berufsbildungszentrum Sie überzeugt?

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Wenn ich groß bin…

Wer weiß, welche Einflüsse für die Berufswahl prägend sind, kann Jugendliche gezielter für seine Disziplin gewinnen. Aber was zählt heute – YouTube, „Peer Group“ oder doch das Vorbild aus der Fernsehserie? Überraschenderweise Letzteres, wie der Vortrag von Volker Gehrau, Universität Münster, zum Auftakt des Programms der DECHEMA-Frühjahrstagung der Biotechnologen 2017 zeigte. „Kommunikation mal anders: Wie man Wissenschaft populär machen kann“ war das Motto am ersten Nachmittag  , der traditionell dem Blick „um die Biotechnologie herum“ gewidmet ist. Volker Gehrau stellt den Stand der Forschung zum Einfluss von Medien auf die Berufswahl vor. Das Fernsehen spielt hier nach wie vor eine große Rolle;  auch weil   sich die Zahl der Berufe, mit denen Kinder und Jugendliche „im echten Leben“ in Berührung kommen, in den letzten Jahrzehnten deutlich verringert hat – Handwerksbetriebe sind aus der Nachbarschaft in Industriegebiete abgewandert, vieles ist „unsichtbar“ geworden, und im Fernsehen sehen wir Superstars, Models und Kommissare. Abhilfe kann man mit einfachsten Methoden schon im Kindergartenalter schaffen, etwa mit Pixibüchern, die Berufe vorstellen.

Einen anderen Weg ist die Initiative „Chemie im Dialog“ gegangen. In Zusammenarbeit mit bekannten YouTubern wurden Informationen über Chemie in deren normalen Channels vorgestellt; für Erwachsene sind die Clips vielleicht nicht immer leicht nachvollziehbar, bei Jugendlichen kommen sie jedoch gut an. Bei der Berührung zwischen YouTubern und Berufsalltag stoßen die Formate zwar an ihre Grenzen, aber insgesamt ist das aufwändige Programm sehr erfolgreich, wie Stefan Hilger, Geschäftsführer der Initiative, darlegte.

Science Slams sind inzwischen in vielen Städten etabliert; in Kneipen oder Clubs in lockerer Atmosphäre stellen Wissenschaftler ihre Arbeit leicht verständlich und unterhaltsam vor. Wie das aussehen kann, zeigte Corrado Nai in seinem Slam-Vortrag über schwarze Pilze.

Die unterschiedlichen Ansätze waren Anlass für viele Diskussionen, die sich über beide Tage der Frühjahrstagung hinzogen. Einerseits ist manches sicher Geschmackssache für den seriösen Wissenschaftler, andererseits gilt der alte Marketingspruch: Der Wurm muss dem Fisch schmecken, nicht dem Angler. Das Thema Nachwuchsgewinnung wird die Fachgemeinschaft Biotechnologie weiter begleiten; der Tag bot viele Anregungen dafür.

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… mach‘ ich CRISPR/Cas.

Am zweiten Tag standen fachliche Inhalte im Mittelpunkt. „Verrückt nach CRISPR“ – „Wunderwaffe  CRISPR“ – „mit der Genschere gegen Krebs“ – die Medien überschlagen sich mit Meldungen zu den neuen biotechnologischen Methoden. Was ist Hype, was berechtigte Hoffnung? Um diese Fragen besser beantworten zu können, haben Experten aus Gremien und Netzwerken  der DECHEMA die Potenziale und Grenzen von CRISPR/Cas, TALEN und Co. für verschiedene Anwendungen vorgestellt. Ein Überblick zur Gen-Editierung mit sequenzspezifischen Nucleasen in Säugerzellen von Ralf Kühn, Max-Delbrück-Zentrum für Molekulare Medizin, eine Einschätzung zum Genome Editing bei Pflanzen von Bernd Müller-Röber, Universität Potsdam, und der Weg zur Gewinnung robuster Chassis-Organismen für die synthetische Biologie, dargestellt von Stephan Noack, FZ Jülich, wurden ergänzt durch Anwendungsmöglichkeiten in der personalisierten Medizin auf Basis von Stammzellen, die Stefan Wild, Miltenyi Biotech, vorstellte, und durch einen Überblick über CRISPR-basierte Technologien für die weiße Biotechnologie von Ümit Pul, B.R.A.I.N. So stellte von Säugerzellen und Stammzellen über Pflanzen bis  zu Hefen und Bakterien zu jedem Thema ein ausgewiesener Fachmann den aktuellen Stand von Forschung und Anwendung dar. Dadurch wurden nicht nur Vergleiche zwischen den Anwendungsfällen möglich, das Bild wurde auch deutlich differenzierter. So ist CRISPR/Cas keineswegs das Wundertool für alle Fälle – je nach Zielsetzung können andere Verfahren deutlich geeigneter sein. Und bei aller Präzision lässt sich in der Praxis nicht jedes Ziel mit der „Genschere“ erreichen. Andererseits steht mit den verschiedenen Methoden jetzt ein Werkzeugkasten zur Verfügung, der sich in den kommenden Jahren weiter verfeinern und ausdifferenzieren wird und vieles, was derzeit noch als Zukunftsmusik scheint, machbar werden lässt.

Die DECHEMA-Frühjahrstagung der Biotechnologen hat sich in den letzten Jahren zunehmend zu einem echten „Familientreffen“ der Community entwickelt, bei dem Beiräte, engagierte Mitglieder und Interessierte zusammenkommen, um im lockeren Rahmen zu diskutieren, Kontakte zu knüpfen und aktuelle Themen aufzugreifen. Dieses Ziel hat sie 2017 vollauf erreicht. Die Vorbereitungen für 2018 laufen – Themenvorschläge sind willkommen. Den Termin 5.-6. März 2018 sollte man sich auf jeden Fall schon vormerken.

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Forschungsprojekt „MULTI-ReUse“ gestartet: Sichere Aufbereitung von Kläranlagenablauf

tube-945487_1280Gereinigtes Abwasser ist ein wichtiger Bestandteil unserer Wasserressourcen. Allerdings sind diese häufig ungeeignet für den unmittelbaren Einsatz in Industrie oder Landwirtschaft. Doch wächst inzwischen infolge verschiedener Rahmenbedingungen in einzelnen Regionen wie beispielsweise in Niedersachsen der Druck auf die verfügbaren Wasserressourcen. Deshalb muss verstärkt über neue Konzepte und innovative Verfahren zur Abwasseraufbereitung nachgedacht werden.

Die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser birgt ein hohes Potenzial für industrielles Brauchwasser, landwirtschaftliche Beregnung, Infiltrationswasser zum Mengenausgleich sowie zur Verdrängung von Salzwasser. Doch noch bestehen Lücken in der Aufbereitungstechnik, bei den notwendigen Messungen sowie bei der Beobachtung und Überwachung der Wasserqualität. Mit dem Verbundprojekt Projekt „Modulare Aufbereitung und Monitoring bei der Abwasser- Wiederverwendung“ (MULTI-ReUse) sollen deshalb neue Verfahren entwickelt werden, mit denen zuverlässig die Wasserqualitäten erreicht werden, die für eine Nutzung als Brauchwasser erforderlich sind.

Der Partikelgehalt oder die Nährstoffkonzentration in aufbereitetem Abwasser sind zwar aus Sicht der Umwelt unproblematisch. Für eine industrielle Nutzung sind sie allerdings häufig zu hoch. In anderen Bereichen wie in der Landwirtschaft können beispielsweise die Konzentration von gelösten Ionen oder auch hygienische Bedenken die Verwendung von gereinigtem Abwasser einschränken. Die übergeordnete Aufgabenstellung des Projekts besteht also in der Entwicklung, Demonstration und der Bewertung der einzelnen Teile des Systems, um konventionell gereinigtes Abwasser optimal aufzubereiten.

Deshalb haben sich der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband (OOWV) mit den Forschungspartnern IWW Zentrum Wasser GmbH, dem Biofilm Centre der Universität Duisburg- Essen (UDE) und den Ausrüsterfirmen inge GmbH, IAB Ionenaustauscher GmbH Bitterfeld – eine 100-prozentige Lanxess-Tochtergesellschaft – und De.EnCon GmbH zusammengeschlossen.

Gemeinsam sollen flexible Verfahrensketten entwickelt werden, um zuvor festgelegte Wasserqualitäten und Wassermengen zu produzieren.

Dabei werden auch innovative Verfahren miteinander kombiniert und technisch neu entwickelte Membranen eingesetzt. Parallel dazu werden schnelle und zuverlässige Beobachtungsverfahren entwickelt, die die Prozesse kontrollieren sollen. Diese haben auch die Aufgabe, die Qualität der Parameter zu überwachen, die für die Hygiene wichtig sind. Die praktische Umsetzung erfolgt am Standort der Kläranlage Nordenham in Niedersachsen in Zusammenarbeit mit dem OOWV.

Die Schnittstelle zur industriellen und zur landwirtschaftlichen Anwendung decken die beiden weiteren Verbundpartner DECHEMA und das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) ab. Der Verbundpartner ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung bewertet die Nachhaltigkeit der Verfahren und informiert die Fachöffentlichkeit über die Forschungsergebnisse. Außerdem erarbeitet ISOE eine Strategie für den Export, um den in Multi-ReUse entwickelten Baukasten mit seinen Innovationen weltweit zu vermarkten.

Das Projekt schließt damit entscheidende Lücken: Es macht Deutschland dank seiner innovativen Konzepte und Verfahren zur Wiederverwendung von Abwässern  weltweit konkurrenzfähiger – denn die Ergebnisse dieses Projekts sind nicht nur für Deutschland von Bedeutung.

Das Verbundprojekt „Modulare Aufbereitung und Monitoring bei der Abwasser- Wiederverwendung“ (Multi-ReUse) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme WavE gefördert. Auf der Projektwebseite www.water-multi-reuse.org werden in regelmäßigen Abständen Neuigkeiten und Forschungsergebnisse veröffentlicht.

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carbonnext_logo_4c_300dpi-300x83Die DECHEMA untersucht bereits seit vielen Jahren die technischen Optionen, um das Treibhausgas CO2 industriell nachhaltig zu nutzen. Die Anwendungsfelder, bei denen CO2 als Synthesebaustein genutzt werden kann, reichen in der chemischen Industrie von Kunststoffen bis hin zu Kraftstoffen der Petrochemie.  Des Weiteren besteht ein hohes Potenzial, CO2 in der Baubranche als Komponente von Baumaterialen einzusetzen. Die Prozesse zur stofflichen Nutzung von CO2 sind eine Herausforderung an sich; eine weitere ist es, die besten Quellen von CO2 für jeden der spezifischen Prozesse und deren Produktionsstandorte zu bewerten.  Im Projekt CarbonNext, eine „Coordination and Support Action“ im H2020 Forschungsprogramm der EU, angesiedelt in SPIRE, untersucht die DECHEMA mit Hilfe der Projektpartner University of Sheffield aus England und Trinomics BV aus den Niederlanden, alternative Kohlenstoffquellen für die Prozessindustrie und andere Rohöl-konsumierende Sektoren in Europa. Dabei soll analysiert werden, welche Quellen für welchen Prozess und Standort am geeignetsten ist. Das Hauptaugenmerk liegt auf CO2 und CO aus industriellen Abgasen, des Weiteren werden nicht konventionelle Kohlenstoffquellen wie Schiefergas, Ölsand, Methangewinnung aus Kohleflözen oder Power-to-liquid- und Power-to-coal-Technologien bewertet. (mehr …)

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Neue BMBF-Fördermaßnahme unterstützt innovative Verfahren und Konzepte zur Wasserwiederverwendung

Der Wasserbedarf steigt durch intensive Wassernutzung weltweit kontinuierlich an und führt selbst in Deutschland bereits zu regionaler Wasserverknappung. Bei WavE, der neuen Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), stellen sich Akteure aus Wissenschaft, Wirtschaft und Praxis in 13 Verbundprojekten der Herausforderung, neue Lösungen für eine nachhaltige Wasserversorgung von Haushalten, Industrie und Landwirtschaft zu entwickeln: Innovative Verfahren und Konzepte sollen die Verwertung von kommunalen Abwässern und optimierte industrielle Wasserkreisläufe möglich machen – bei nutzungsgerechter Wasserqualität und ausreichender Verfügbarkeit.

Die BMBF-Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung“ (WavE) hat es sich zum Ziel gesetzt, einen Beitrag zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit und damit zu einer nachhaltigen Entwicklung von Regionen im In- und Ausland zu leisten. Die Entwicklung innovativer Technologien und Konzepte soll die Position deutscher Unternehmen am nationalen und internationalen Markt stärken.

Die für drei Jahre geförderten Verbundprojekte sind verschiedenen Themenfeldern zugeordnet. Die Projekte im Themenfeld „Wasserwiederverwendung durch Nutzung von behandeltem kommunalem Abwasser“ wollen beispielsweise mit speziellen neuen Technologien aufbereitete Abwässer aus Städten und Gemeinden für die Bewässerung von Nutzpflanzen und für wasserintensive Prozesse in der Industrie nutzen. Sogar die Erzeugung von einwandfreiem Trinkwasser ist dabei denkbar.

Das zweite Themenfeld „Kreislaufführung von industriell genutztem Wasser“ befasst sich damit, wie für industrielle Prozesse genutztes Wasser am gleichen Standort aufbereitet und wieder genutzt werden kann, wie beispielsweise in Industrieparks, in der Stahlindustrie oder im Bergbau. So wird Frischwasser eingespart. Zudem können die dem gereinigten Wasser entnommenen Substanzen, zum Beispiel Salze, teilweise als Rohstoffe weiterverwendet werden.

Die Projekte des dritten Themenfelds „Aufbereitung von salzhaltigem Grund- und Oberflächenwasser“ zielen darauf ab, diese von Salzen oder teilweise sogar von Schadstoffen zu reinigen. Damit kann dieses als Trinkwasser genutzt werden. Dieses Thema ist in vielen Teilen der Welt relevant, in denen Wasserknappheit herrscht.

Nur ein geringer Teil des auf der Erdoberfläche vorkommenden Wassers steht in Süßwasserqualität zur Verfügung – Wasser ist ein kostbares Gut. Für viele Prozesse ist kein Trinkwasser notwendig. Beispiele sind industrielle Kühlwasserkreisläufe oder die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen. Auch entsalzte Grund- und Oberflächenwässer können vielfältig eingesetzt werden. Somit ergibt sich ein großes Potential zur Wiederverwendung und Kreislaufführung von Wasser. Dies gilt es durch neuartige Verfahren und Konzepte zu nutzen. Gleichzeitig soll dadurch die Umwelt geschont werden.

Die DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. unterstützt mit dem wissenschaftlichen Begleitvorhaben TransWavE die BMBF-Fördermaßnahme. Die Aufgabe von TransWavE ist es, den Austausch zwischen den beteiligten Verbundprojekten zu fördern. Die Ergebnisse von WavE werden gebündelt und den Anwendern zur Verfügung gestellt. Ziel der Förderung ist, deutsche Unternehmen und Dienstleister am internationalen Wassertechnikmarkt zu stärken.

Das wissenschaftliche Begleitvorhaben TransWavE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Es ist Teil der Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung (WavE)“ Weitere Informationen unter www.bmbf-wave.de

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enzymes-bannerOk, it’s not magic but “hard science” – nonetheless, the performance of enzymes in some applications is really breathtaking, especially compared to “conventional” chemical synthesis routes. As research and development advance and ever more processes make it into industrial applications, some trends emerge that might lead the way for the development of the industry.

  • Combination is key

Even though enzymes are highly selective and can perform reactions that are hardly accessible to the synthetic chemist, there are also reactions where chemical catalysts are superior. Thus, the combination of chemical and enzymatic steps is the key to efficient synthetic pathways. Researchers are working on reaction cascades in one-pot systems with compartments where different steps are performed successively without cost-intensive intermediary purifications steps. To avoid solvent incompatibilities – enzymatic reactions usually require aqueous systems, organic chemical reactions are run in organic solvents – gel matrices have been successfully employed.

  • Unlock nature’s tool kit

While “engineered” enzymes may offer perfect properties, there remain applickey-1020000_640ations e.g. in the food industry calling for naturally-occuring enzymes. Fortunately, nature’s tool kit has an almost unlimited supply of different enzymes – turning the identification into the literal search in the haystack. Modern bioinformatics, a better understanding of metabolic pathways and genome mining methods allow for the screening of tens of thousands of genomes to find the right sequence and, hence, the most appropriate natural enzyme.

  • Design your own

Thanks to growing information on the structural biology of proteins, powerful bioinformatics and the integration of databases “tailor-made” enzymes have become more easily accessible. However, designing enzymes and enzymatic systems with desired properties, is still labour-intensive and time-consuming, especially with regard to structural analyses.

  • Leash your enzyme to unleash its potentialdog-1015660_640

Currently, cost is a major hurdle for the use of enzymes, especially if they cannot or only at high cost be recovered from the reaction. Immobilisation is the solution to this problem. A number of methods is available, ranging from the adsorption or covalent binding to mostly  textile carrier materials or covalent links between the enzyme molecules. Another principle is the encapsulation of enzymes in polymer networks or membranes. However, as the performance of an enzyme depends on its tertiary and quarternary structure, enzyme activity may be influenced negatively by the immobilisation. Other problems include steric factors hindering substrate access to the catalytic center. Thus, experts are still searching for more general immobilization procedures that reduce cost and allow for more or less “standardized” process designs.

  • Regard the bigger picture

Even the best enzymatic process is limited by poor reaction technology. Reactor designs that allow for tapping the full potential of the kinetics of enzymatic reactions are still being explored. The challenge lies not least in ensuring maximum mass transfer with minimum shearing of the enzyme-carriers. Thus,chemistry-1027781_640 the cooperation of biotechnologists, organic chemists and process engineers is crucial to ensure the most efficient – and consequently competitive process.

Do you want to know more? Join the PRAXISforum “Enzymes for Industrial Applications” on 8-9 November 2016 in Frankfurt

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Politische Vorgaben zur Erreichung von Klimazielen, Energieeffizienz, Elektromobilität und ein gesteigertes Umweltbewusstsein spiegeln sich auch in der industriellen Fertigung wider. Leichtbauelemente spielen deshalb in der Fahrzeugproduktion und überall dort, wo Gewicht und Energie eingespart werden sollen, eine zentrale Rolle. Faserverstärkte Kunststoffe haben sich hier bewährt. In Kombination mit Stahlverbindungen werden sie in der Automobilindustrie sowie beim Bau von Nutz- und  Schienenfahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen eingesetzt. Damit gewähmonorail-1636401_1920rleistet ist, dass die Klebeverbindungen nicht versagen und allen Anforderungen an Sicherheit und Belastbarkeit genügen, sind umfangreiche und kostspielige Testreihen notwendig.

In einem aktuellen Forschungsprojekt der industriellen Gemeinschaftsforschung entwickeln Wissenschaftler der Universitäten Paderborn und Kassel ein Simulationsmodell, um das Versagen der Klebschicht bzw. der Faserstrukturen zuverlässig vorherzusagen. Damit können Gestaltungs- und Auslegungsrichtlinien erstellt werden. Davon profitieren vor allem kleine und mittelständische Unternehmen. Sie können künftig aufwändige Testreihen reduzieren und wirtschaftlicher produzieren.

Ob der Klebstoff optimal auf dem Substrat haftet, hängt von der geometrischen Struktur der Oberfläche und der Ausrichtung der Fasern in den Kunstoffen ab. Die Klebverbindung kann entweder an der Grenzschicht oder im Innern der faserverstärkten Kunststoffe versagen. Solche Szenarien können mit Finite-Elemente-Analysen berechnet werden. Dabei wird der zu untersuchende Bereich in kleine Teilregionen, die Finiten Elemente aufgeteilt. Die Finite-Elemente-Analyse beruht auf dem Lehrsatz, dass belastete Strukturen sich so verformen, dass die potentielle Energie des Systems minimiert wird. Um das Deformationsverhalten zu beschreiben, gibt es eine Vielzahl von Elementtypen, die in Datenbanken hinterlegt sind. Damit künftig eine virtuelle Produktentwicklung und –prüfung auch für faserverstärkte Kunststoffe möglich ist, erarbeiten die Wissenschaftler in diesem Projekt entsprechende Simulationsmodelle.

Weitere Informationen zum Projekt Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Versagensverhalten von kalt ausgehärteten Stahl-FVK-Klebverbindungen unter schlagartiger Belastung 18337 N

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