Die Forscher hoffen mit der Laserbehandlung den Einsatz giftiger Herbizide einzudämmen. Dazu haben sie eine Anlage entwickelt, die automatisch über Felder oder Beete fahren kann. Eine Kamera erkennt aufsprießendes Unkraut und vernichtet es per Laserstrahl. Mit der im Labor entwickelten ersten Apparatur lässt sich bisher allerdings erst eine etwa ein Quadratmeter große Fläche im Gewächshaus behandeln.

Das Projekt des Instituts für Biologische Produktionssysteme der Uni Hannover und des Laser Zentrums Hannover wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Das Interesse aus der Industrie sei groß, sagte Projektleiter Thomas Rath einer Pressemitteilung zufolge: „Überall dort, wo eine Überfahrt über das Beet relativ leicht zu realisieren ist, könnte das System bald zum Einsatz kommen – zum Beispiel in Gewächshäusern oder Baumschulen.“

Der Einsatz auf großen Äckern ist noch nicht sicher

Bis es so weit ist, haben die Wissenschaftler allerdings noch eine Menge kniffliger Fragen zu klären. So muss die Intensität der Bestrahlung genau abgestimmt werden. Laser mit zu geringer Energiemenge wirken nämlich eher wachstumsfördernd, haben sie festgestellt. Die zweite Herausforderung liegt darin, das Unkraut zu erkennen. Kameras filmen die Pflanzen, eine Software misst ihre Konturen. „Wir haben Algorithmen für viele verschiedene Unkräuter“, erläuterte Rath den bisherigen Stand.

Ob die Lasertechnik auch auf großen Äckern eingesetzt werden kann, ist noch völlig unklar. Eine Montage des Lasers auf Schleppern kommt nicht infrage, da die Strahlen bei Erschütterungen ihr Ziel verfehlen. „Wir forschen im Moment an Drohnen – kleinen Robotern, die im Schwarm über das Feld fliegen“, sagte Rath. Interessant sei der Laser auch für die Unkrautbekämpfung etwa in Wasserschutzgebieten, wo der Einsatz von Herbiziden verboten ist. Bisher werde im Ökolandbau Unkraut meist per Hand gezupft oder abgeflämmt. Mit ein bisschen Glück könnte diese unbeliebte Arbeit bald überflüssig werden.

via: http://www.focus.de/wissen/technik/

Damit die im Durchmesser fast einen halben Kilometer große Plattform nicht durch die See treibt, ist sie an Granit- oder Betonpfeiler gebunden, die am Meeresboden verankert sind.

Und sie sitzt auf einem Drehkopf, damit sie sich am Wind ausrichten kann. Das erhöht nicht nur die Ausbeute an Windenergie, es bewahrt auch vor Schäden durch zu starke Winde. Letztlich sollen die auf der Plattform montierten Rotoren mehr als 50 Megawatt Strom produzieren.

So könnten sie aussehen, die Windkraftanlagen der Zukunft: Sie stehen nicht mehr an Land oder in eher seichtem Gewässer wie in der Nordsee, sondern schwimmen auf hoher See.

In Japan sollen sieben Projekte umgesetzt werden, eine Anlage ist schon zu Wasser gelassen, eine größere mit zwei Megawatt folgt 2013. Auch Mitsubishi will sich an einem der Projekte beteiligen und 2017 eine Anlage schwimmen lassen.

Vor der Nordküste Spaniens ist ein 1,5-Megawatt-Windrad geplant. Der norwegische Konzern StatoilHydro will einen ganzen Park schwimmender Anlagen vor der Küste des US-Bundesstaates Maine installieren. Vier solcher Anlagen können zusammen zwölf Megawatt Strom erzeugen – weit draußen auf hoher See.

“Je tiefer das Wasser, desto stärker der Wind darüber”, sagt Jochen Bard. Der Abteilungsleiter für Meeresenergienutzung beim Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel forscht daran, wie man Windkraftanlagen auf hoher See wirtschaftlich installieren kann.

Das geht nur über schwimmende Windräder, da sich im tiefen Wasser, über dem die starken Winde wehen, keine Gerüste auf dem Meeresboden errichten lassen, auf denen die Anlagen montiert werden.

Potenzial geht Richtung unendlich

Weltweit arbeiten Wissenschaftler an der vielversprechenden Technik. “Das Potenzial durch die vorhandene Meeresoberfläche ist praktisch unendlich. Es ist um ein Vielfaches größer als der globale Energiebedarf”, sagt John Olav Tande vom norwegischen Energy Research Centre (Sintef).

Rund um den Globus berechnen Regierungen, wie viel sauberen Strom sie vor ihren Küsten ernten und wie viel Kohlenstoffdioxid sie dadurch einsparen können.

Etwa 60 Prozent der Windkraft-Ressourcen der USA liegen jenseits der Küsten über mindestens 100 Meter tiefem Wasser. Auch Japans Küsten fallen steil ab, ebenso die vor Spanien, Portugal und Norwegen.

8000 Terawattstunden

Das nutzbare Potenzial in diesen umwehten Regionen weit draußen auf dem Meer ist bis zu drei Mal größer als in den Flachwasserzonen bis 50 Meter Tiefe. Allein in Europa, schätzt Bard, ließen sich pro Jahr etwa 8000 Terawattstunden ernten. Zum Vergleich: Der jährliche Stromverbrauch der gesamten E-Länder betrug 2010 etwa 3500 Terawattstunden.

Doch eine viele Hundert Tonnen schwere Windkraftanlage, bei der sich ein 130 Meter großer Rotor dreht und gegen die Wind und Wellen drücken, sturmsicher auf dem Wasser schwimmen zu lassen, ist eine große technische Herausforderung.

Die Maschinen tanzen mit den Wellen und wanken mit dem Wind. Öle im Getriebe und Kühlflüssigkeiten schwappen umher. Auf der Suche nach der idealen Lösung kristallisieren sich drei Schwimmertypen heraus.

Tanzender Turm

Das Spar-Buoy-Konzept ist das Material sparendste. Es sieht einen großen, hohlen Stahlzylinder vor, der als Schwimmer und Turm dient. Genau wie ein Eisberg reicht er weiter unter Wasser als in den Himmel. An seinem tiefsten Punkt ist er mit Ballast gefüllt, so wandert der Schwerpunkt weit hinunter.

Spar-Buoys liegen selbst bei starkem Wellengang stabil in der See. Horizontale Ausschläge sind gering, doch je nach Verankerungsart bewegen sie sich “bis zu 20 Meter” in vertikaler Richtung, wie Bard sagt.

Problematisch ist der immense Tiefgang. Damit sind nur Standorte mit etwa 200 Meter Wassertiefe erschließbar. Auch das Installieren des Turms und der Anlage ist aufwendig, schließlich muss der Turm liegend aufs Meer geschleppt, geflutet, gekippt und schließlich verankert werden. Dann erst montieren Techniker das Windrad.

Das Unternehmen Sway aus Norwegen hatte bereits einen Prototypen im Maßstab 1:6 zu Wasser gebracht. Der aber ist gesunken. Grund ist nicht eine Fehlkonstruktion, sondern die für vier Meter hohe Wellen zu geringe Höhe des Schwimmers, der die Anlage über Wasser halten sollte. Er lief im Modell voll. Derzeit lässt Sway einen weiteren Prototyp zu Wasser, um die Funktionsfähigkeit zu demonstrieren.

Schwebende Plattform

Die Tension-Leg-Plattform eignet sich für Wassertiefen von 50 bis 200 Metern. Ein meist zylindrischer Auftriebskörper wird von straff gespannten Ketten oder Seilen leicht unter Wasser gezogen und auf gleicher Position gehalten.

Die Ketten finden entweder direkt am Meersboden oder an einem schweren Gegengewicht Halt, das nach Angaben Bards “etwa 1000 bis 1500 Tonnen schwer ist”. So liegt die Plattform samt Windrad fest vor Anker. Die Halteketten sind in starker See enormen Kräften ausgesetzt.

Das niederländische Unternehmen Blue-H setzte diesen Typ schon 2007 vor der italienischen Küste ins 113 Meter tiefem Wasser ein. Da das Windrad jedoch nie lief, fehlen Erfahrungswerte.

Tauchende Plattform

Halbtaucher-Plattformen werden bereits an einem Prototyp vor Portugal erforscht. Die Plattform, meist ein dreieckiges Stahlgerüst mit senkrecht stehenden Zylindern, eignet sich ebenfalls für Tiefen bis 200 Meter. Unten sind große Platten angeschweißt, um vertikale Bewegungen zu hemmen. Die Anlage lässt sich an Land in einem Trockendock aufbauen – ein großer Vorteil gegenüber den anderen Konzepten.

Auch das Windrad installieren und testen Techniker vorab. Anschließend wird das Dock geflutet und die Anlage auf See geschleppt. Am Aufstellungsort angekommen, nehmen Ingenieure den Schwimmer an die Leine. So lassen sich defekte Maschinen bequem im Dock reparieren.

“Es ist zu früh, ein Gewinner-Konzept auszurufen”, sagt Sintef-Forscher Tande. Als Treiber der schwimmenden Windkraft gilt jedoch Hywind. Das Projekt basiert auf einem Spar-Buoy-Konzept.

Statoils Testanlage ist bereits seit September 2009 in Betrieb. Zwölf Kilometer vor der Südwestküste Norwegens schwebt die Maschine im Atlantik. Sie reicht 100 Meter in die Tiefe, drei am Meeresboden befestigte und locker gespannte Seile halten sie auf Position.

Ganz unten ist die Boje mit insgesamt 3000 Tonnen schwerem Wasser und Steinen befüllt, um den Schwerpunkt weit unten zu halten. Aus dem Meer ragt der Turm 65 Meter hoch, und oben thront ein 2,3 Megawatt starkes Siemens-Windrad.

82 Meter Durchmesser

Allein die Gondel samt Rotor, der einen Durchmesser von 82 Metern hat, wiegt 138 Tonnen. Bard bezeichnet das Projekt, in das mittlerweile etwa 50 Millionen Euro flossen, als “Meilenstein”.

Auch Siemens zeigt sich optimistisch: “Allein im Jahr 2011 hat Hywind 10,1 Gigawattstunden Strom geliefert. Eine Anlage an einem guten Landstandort kommt gerade auf sechs Gigawattstunden”, sagt Per Egedal, Abteilungsleiter Technologie bei Siemens Wind Power.

Erste Schwimmversuche macht gerade auch Windfloat, ein Projekt von Energias de Portugal. Der Energiekonzern hat sich von Principle Power einen Schwimmkörper bauen lassen und darauf ein Zwei-Megawatt-Windrad des dänischen Herstellers Vestas montiert.

Windfloat wurde im Herbst vergangenen Jahres fünf Kilometer vor der Küste Portugals in etwa 45 Meter Tiefe verankert. Zum Einsatz kommt ein Halbtaucher, der für Tiefen um die 50 Meter konzipiert ist.

Ingenieure haben die Anlage in einem Trockendock aufgebaut und dann samt Windrad aufs Meer geschleppt. Die Halteseile waren bereits am Grund befestigt. So lassen sich Windräder nach dem Plug-and-play-Prinzip schnell und ohne großen Aufwand installieren.

1200-Tonnen-Koloss

Im Vergleich zur Spar-Buoy, die 100 Meter Tiefgang hat, ragt Windfloat nur etwa 20 Meter tief unter die Oberfläche. Der 1200-Tonnen-Koloss weist allerdings eine Besonderheit auf: Das Windrad ist nicht mittig, sondern auf einem der drei senkrecht stehenden Zylinder installiert.

Damit die Turbine unter Last nicht wegkippt, sondern stets im Idealwinkel zum Wind steht, hält ein aktives Ausgleichssystem es in Position. Im Innern der drei je acht Meter dicken Stahlzylinder sind Kammern eingerichtet, zwischen denen je nach Schräglage bis zu 100 Tonnen Wasser hin und her gepumpt werden.

Das hat allerdings den großen Nachteil, dass ein Teil der gerade gewonnenen Energie schon wieder verbraucht wird

via: www.welt.de/wissenschaft/

Wie Brieftauben stets so sicher wieder nach Hause finden, beschäftigt Wissenschaftler schon seit langem. Nun ist das Rätsel gelöst. US-Forscher entdeckten, dass die Vögel ein Navigationssystem aus speziellen Nervenzellen im Gehirn haben. Bei einem Versuch in einer Magnetkammer konnten die Wissenschaftler 53 Neuronen im Stammhirn identifizieren. Diese verarbeiten die magnetischen Informationen zu einer Art GPS-System. Dafür nutzen die Tiere Intensität, Höhe und Größe des Erdmagnetfelds, schreiben Le-Quing Wu und David Dickman von der Medizinischen Universität Houston in Texas im Fachjournal “Science”.

Lange hatten Forscher vermutet, dass der Orientierungssinn von Brieftauben seinen Sitz im Schnabel der Tiere hat. Aber erst kürzlich kam ein österreichisches Forscherteam zu dem Schluss, dass der Sensor sich nicht im Schnabel der Vögel befindet. Wo der Sinn der Tauben für das Magnetfeld sitzt, ist weiter umstritten. Unstrittig ist hingegen, dass Brieftauben sich am Magnetfeld der Erde orientieren.

Hier knüpften Wu und Dickman an. Um dem Geheimnis der Orientierung auf die Spur zu kommen, setzten die Neurowissenschaftler sieben Tauben in einen vom Magnetfeld der Erde abgeschirmten und völlig dunklen Raum. Dann fuhren sie ein künstliches Magnetfeld hoch und runter und maßen die Veränderungen im Hirn der Vögel. Tatsächlich zeigten 53 Neuronen im Hirnstamm deutliche Aktivität, wenn das Magnetfeld sich änderte.

via: http://www.stern.de/wissen/natur/

Ein Sonnenkraftwerk, das nicht auf der Erde steht, sondern sie umkreist, hätte gewaltige Vorteile. Im Orbit scheint die Sonne etwa achtmal intensiver als am Boden, störende Wolken und den Wechsel zwischen Tag und Nacht gibt es nicht. Satelliten mit gewaltigen Sonnensegeln könnten die Energie per Laser oder in Form von Mikrowellen auf die Erde schicken, wo sie dann entweder direkt in die Stromnetze eingespeist oder aber in andere Energieträger überführt würde.

Doch obwohl große Institutionen – darunter die US-Weltraumbehörde Nasa, das Pentagon und der europäische Raumfahrtkonzern EADS Astrium – seit langem an der Solarstromgewinnung im All forschen, liegt eine Umsetzung bestenfalls in ferner Zukunft. Denn bei den meisten bisherigen Entwürfen wären die technischen Herausforderungen ebenso gigantisch wie die Kosten.
Jetzt aber will ein Forscher eine Lösung gefunden haben. Auf einer Konferenz der Nasa hat deren Ex-Mitarbeiter John Mankins ein System namens “SPS-Alpha” vorgestellt. Dabei handelt es sich um ein gigantisches, trichterförmiges Gebilde mit Zehntausenden dünnen Spiegel. Sie sollen einzeln steuerbar sein und das Sonnenlicht auf die Solarzellen an der Rückseite des Satelliten leiten.

Die Energie – Mankins spricht von Dutzenden bis Tausenden Megawatt – soll dann mit einem Mikrowellenstrahl zur Erde geschickt werden. Die Stromübertragung auf diese Art wurde bereits in Experimenten auf der Erde erfolgreich getestet, allerdings nur über vergleichsweise kurze Distanzen. Wie viel Energie auf dem langen Weg vom Orbit durch die Atmosphäre bis zum Erdboden verloren ginge, ist offen.

Und das ist nicht das einzige Problem. So geht es im Weltraum deutlich rauer zu als auf der Erde: Die harte Strahlung der Sonne und der ständige Beschuss durch Weltraummüll würden den Solarpaneelen im Orbit stark zusetzen. Ihre Lebensdauer könnte nach Meinung von Kritikern so kurz sein, dass ein wirtschaftlicher Einsatz nicht möglich sei. Eine weitere Schwierigkeit: Der Orbit ist schon heute überfüllt. Soll der Sonnensatellit Energie mit Mikrowellen übertragen, müssten andere Satelliten vermutlich gebührenden Abstand halten. Das wiederum könnte Ärger mit Betreibern und Genehmigungsbehörden geben.

Nasa gibt Machbarkeitsstudie in Auftrag

Mankins, der nach 25 Jahren bei der Nasa und beim Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (US-Bundesstaat Kalifornien) jetzt bei einer Privatfirma namens Artemis Innovation Management Solutions arbeitet, gibt sich dennoch optimistisch. “SPS-Alpha” (kurz für Solar Power Satellite via Arbitrarily Large PHased Array) könne vollständig aus Elementen zusammengesetzt werden, die jeweils nur 50 bis 200 Kilogramm wögen. Die Massenproduktion könne deshalb zu wesentlich geringeren Kosten stattfinden als bei traditionellen Satelliten.

Immerhin: Die Nasa wird Mankins’ Entwurf prüfen lassen. “Ein internationales Team von Weltklasse wird die konzeptuelle Machbarkeit von ‘SPS-Alpha’ feststellen”, heißt es auf der Website des Office of the Chief Technologist der Nasa. Zugleich werde man notwendige Technologien in Experimenten testen.
Mit anderen Worten: Ob das System tatsächlich funktionieren würde und so kostengünstig herzustellen wäre, wie Mankins glaubt, muss erst geklärt werden. Im besten Fall dürfte die Menschheit auf billigen und unerschöpflichen Strom aus dem All hoffen. Ansonsten wird es den Plänen zu “SPS-Alpha” wohl ergehen wie bisherigen Vorhaben dieser Art.

So wollte die japanische Weltraumbehörde Jaxa bis 2010 einen Satelliten ins All schießen, der im Orbit ein riesiges Sonnensegel entfaltet und 100 Kilowatt an Mikrowellen- oder Laserleistung zur Erde sendet. Bis heute ist allerdings kein japanischer Sonnensatellit bekannt. Das Pentagon schrieb 2007 in einem Bericht, man habe vor, für zehn Milliarden Dollar innerhalb von zehn Jahren ein Testkraftwerk mit einer Leistung von zehn Megawatt ins All zu schicken. Die Hälfte der Zeit ist vorbei, doch auch vom Sonnensatelliten des Pentagon hat man seither kaum noch etwas gehört.

via: http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/

Wegameisen: Gesunde Tiere putzen eine Artgenossin mit Pilzbefall (rot markiert)

Wer einen Menschen mit Pilzbefall entdeckt, käme vermutlich kaum auf die Idee, ihn zu putzen und zu lecken. Wegameisen haben da keine Hemmungen, ganz im Gegenteil: Sie suchen offenbar die intensive Nähe zu infizierten Artgenossen, um sich selbst vor einer Ansteckung mit dem potentiell tödlichen Pilz zu schützen.

Dadurch kommen die Tiere ebenfalls mit dem Pilz in Kontakt – aber nur in kleinen, nicht tödlichen Mengen, wie Forscher jetzt im Fachmagazin “PloS Biology” berichten. Das Immunsystem der Ameisen reagiere darauf wie auf eine Schutzimpfung: Es steigere die Produktion von Abwehrstoffen und verhindere so einen massiveren Pilzbefall.

“Die Mitglieder des Ameisenstaats verhalten sich in vieler Hinsicht wie ein Superorganismus, ähnlich den einzelnen Zellen eines einzigen Körpers”, schreiben Matthias Konrad vom österreichischen Institut für Wissenschaft und Technik in Klosterneuburg und seine Kollegen aus Regensburg und Neuherberg in Deutschland. Auch gegenüber Infektionen durch Bakterien, Pilze oder andere Krankheitserreger zeigen Ameisenkolonien eine kollektive Reaktion: Werden einige Tiere infiziert, steigt die Abwehrkraft der anderen gegen den Erreger deutlich an.

Wie diese soziale Immunisierung bei Wegameisen zustande kommt, haben die Forscher jetzt bei der Infektion mit dem parasitischen Pilz Metarhizium anisopliae erstmals genauer aufgeklärt. Die Sporen dieses Pilzes sitzen zunächst ein bis zwei Tage außen auf den Ameisen. Dann bilden sie einen Ausläufer, der sich durch den Panzer bohrt. Einmal im Körperinneren angelangt, vermehrt sich der Pilz und tötet die Ameise.

Kein Alarmsignal oder Schutzstoff

In mehreren Versuchen haben die Wissenschaftler nach eigenen Angaben nachgewiesen, dass die gesunden Ameisen keine schützenden Abwehrstoffe von den erkrankten Tieren erhalten, wie es bei einigen bakteriellen Infektionen im Ameisenstaat der Fall ist. Die Abwehr der gesunden Koloniemitglieder werde auch nicht durch Duftsignale oder andere chemische Botenstoffe aktiviert.

Stattdessen löst allein der direkte Kontakt der noch gesunden Ameisen mit dem Erreger die Schutzwirkung aus, schreiben Konrad und seine Kollegen. Da der Pilz in geringen Dosen nicht tödlich sei, habe das gegenseitige Putzen nur eine leichte Infektion bei den gesunden Tieren zur Folge. Dieser Erstkontakt mit dem Erreger wappne ihr Immunsystem gegen eine nächste, schwerere Ansteckung mit dem Pilz. Denn dadurch würden bestimmte Immungene aktiviert, die spezifische Abwehrmittel gegen Pilze produzierten.

Nach Ansicht der Wissenschaftler lässt sich die Schutzstrategie der Ameisen mit den ersten Versuchen des Menschen vergleichen, sich durch Impfungen vor den Pocken zu schützen. Damals verabreichten Ärzte ihren Patienten kleine, stark verdünnte Mengen des Pockenvirus und sorgten so für eine aktive Immunisierung.

“Noch ist unklar, ob diese soziale Immunisierung bei den Ameisen absichtlich erfolgt oder aber eher ein unbeabsichtigtes Nebenprodukt ihres sozialen Kontakts ist”, so die Forscher. Es sei aber auffallend, dass die vom Pilz befallenen Ameisen von besonders vielen Artgenossen intensiv geputzt würden. Das deute darauf hin, dass es sich hier sehr wohl um eine aktive Anpassung an die Bedrohung durch parasitische Pilze handele.

via: http://www.spiegel.de/wissenschaft/

Der Mond ist ein geochemischer Zwilling der Erde. Das schreibt ein Team um Junjun Zhang von der Universität Chicago im Fachjournal Nature Geoscience nach einer Analyse von Mondgestein.

Ein Mosaik von 53 Bildern, die die Raumsonde Galileo 1992 mit Hilfe spezieller Filter aufgenommen hat, zeigt den unterschiedliche mineralische Zusammensetzung der Oberfläche des Mondes. (© Nasa/JPL)

Die Forscher hatten die Häufigkeit zweier Varianten (Isotope) des Metalls Titan in Mondproben untersucht. Dabei zeigte sich, dass das Verhältnis von Titan-50 zu Titan-47 im Mondgestein um nicht mehr als 0,0004 Prozent von der Verteilung in der Erdkruste abweicht. Das ist überraschend, denn die Isotopenhäufigkeiten schwanken im Sonnensystem sonst bis zu hundertmal so stark.

Das Ergebnis bringt das gängige Modell der Mondentstehung in Bedrängnis, demzufolge unser Trabant durch die Kollision eines marsgroßen Objekts namens Theia mit der jungen Erde entstanden ist. In diesem Fall sollte er allerdings zu mindestens 40 Prozent aus dem Material von Theia bestehen, und seine Isotopenverhältnisse sollten sich deutlich von den irdischen unterscheiden. Denn es gilt als sehr unwahrscheinlich, dass Theia exakt dieselbe chemische Zusammensetzung besaß wie die Erde.

Die Untersuchung ist nicht der erste Hinweis auf die geochemische Ähnlichkeit zwischen Erde und Mond: Auch bei Sauerstoff, Silizium, Chrom und Wolfram gleichen sich die Isotopenverhältnisse, wie Matthias Meier von der schwedischen Universität Lund in einem Begleitartikel in Nature Geoscience betont.

Die Werte der drei letztgenannten Elemente ließen sich jedoch mit der Einschlagtheorie in Einklang bringen, wenn Theia eine ähnliche Zusammensetzung gehabt habe wie der Mars. Das Isotopenverhältnis des Sauerstoffs sei mit der Theorie allerdings nicht zu erklären.

via: http://www.sueddeutsche.de/wissen/

Solarzellen 50 Prozent günstiger herstellen

Nach Meinung des CEO können mit der neuen Technologie, die entstehenden Kosten für Solarzellen von bislang rund 80 US Cent auf 40 US Cent je Watt gesenkt werden. Mit dem Verfahren sollen die deutlich dünneren Wafer aus kristallinem Silizium hergestellt werden.

Dicke der Wafer auf 10 Prozent reduziert

Bislang zerschnitt man im Herstellungsverfahren Siliziumblöcke oder Siliziumzylinder in 200 Mikrometer dicke Wafer. Theoretisch allerdings würde eine Dicke von 20 – 30 Mikrometern ausreichen, um bei gleicher oder sogar besserer Effizienz, Sonnenlicht in grüne Energie umzuwandeln. In dem Verfahren, das von Twin Creeks Technologies entwickelt wurde, werden nun Wafer mit einer Dicke von nur 20 Mikrometern produziert. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Wafer nahezu ohne anfallende Abfälle produziert werden. Laut dem CEO des Unternehmens kann durch das neue Verfahren die Menge des für die Wafer Produktion benötigten Siliziums um fast 90 Prozent reduziert werden.

Hauptfokus liegt auf Vertrieb der neuen Technologie

Durch die neue Technologie lassen sich die so gefertigten Wafer, laut Twin Creeks Technologies in bestehenden Produktionsanlagen verarbeiten. Das Unternehmen sieht seinen Hauptfokus im Vertrieb der neuen Technologie und dazugehöriger Fertigungsanlagen und nicht in der Produktion von Solarzellen. Bis zum nächsten Jahr wolle man einige weitere dieser Produkte für den Markt bereithalten. Weitere solar Ideen, wie die LED Solar Straßenbeleuchtung oder die aquasun Solarpanels zeigen, dass das Interesse daran Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln stetig anhält.

Quelle: www.technologyreview.com/energy/

Heidelberg – “Normalerweise gelten Viren als Ursache von Krebs”, sagte Jean Rommelaere, Leiter der Abteilung Tumorvirologie am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg. “Es gibt aber auch Viren, die die Tumorentstehung hemmen können.” Auf diesen onkolytischen Viren ruht seit einiger Zeit die Hoffnung von Krebsforschern.

Der Scan zeigt den Tumor im Kopf: “Krebsbehandlung mit Parvoviren kann funktionieren”

Als onkolytische Viren bezeichnen Mediziner Erreger, die Tumorzellen infizieren können – möglichst ohne eine schwere Erkrankung des Patienten zu verursachen. Dabei setzen die Forscher auf Viren, die sich möglichst nur in Tumorzellen vermehren. Eine solche Infektion führt, so die Hoffnung, zum Absterben der Tumorzellen.
Der Ansatz, Krebs mit solchen Viren zu behandeln, steckt noch in den Anfängen: Wissenschaftler suchen nach geeigneten Viren und erforschen deren Auswirkungen auf gesunde wie kranke Zellen. Als “Kandidaten” gelten beispielsweise bestimmte Parvoviren.

Seit 1992 beschäftigt sich Jean Rommelaere am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg mit diesen Erregern, in Versuchen mit Ratten hatten Parvoviren 2010 gezeigt, dass sie bösartige Hirntumore (Glioblastoma) vollständig zurückdrängen können. “Damit haben wir demonstriert, dass eine Krebsbehandlung mit Parvoviren funktionieren kann. An dieser Stelle wollten wir unbedingt weitermachen, weil wir die große Chance sahen, mit unserer Virustherapie auch Menschen helfen zu können”, erklärt Rommelaere.

Erster Test dient der Verträglichkeit

Um ihre lebensbedrohlichen Hirntumore zu bekämpfen, wurden nun drei Patienten in Heidelberg in einem weltweit erstmaligen Experiment die Viren injiziert. Diese erste Behandlung erfolgte unter der Leitung von Andreas Unterberg und Karsten Geletneky von der Neurochirurgischen Universitätsklinik Heidelberg.

In dieser ersten von insgesamt drei Phasen einer klinischen Studie wird zunächst überprüft, ob Menschen den Einsatz von Parvoviren überhaupt vertragen. “Erst wenn die Sicherheit der Therapie nachgewiesen ist, wird es in einer zweiten Phase darum gehen, die Wirksamkeit eingehend zu erforschen”, erklärt Neurochirurg Unterberg. “Natürlich hoffen wir, dass die Therapie die Überlebenszeit von Glioblastom-Patienten erhöht.”

Bis man verlässliche Aussagen darüber treffen könne, werde es aber noch einige Jahre dauern. Die ersten drei Patienten hätten die Viren alle gut vertragen, erklärte Unterberg. “Nun warten wir auf eine Zwischenbewertung der Kontrollbehörden zur Abschätzung der Sicherheit, bevor der nächste Patient in die Studie eingeschlossen werden kann.” Die erste Phase der Untersuchung soll im Dezember 2012 abgeschlossen sein.

Viren werden direkt in Hirntumor gespritzt

Insgesamt 18 Patienten sollen bis dahin einbezogen werden, eingeteilt in zwei Gruppen. Den ersten neun Menschen wird ein Katheter bis zum Tumor gelegt, um die Viren direkt dort hinein zu spritzen. Zehn Tage später entfernen die Ärzte dann den Tumor in einer Operation. Zusätzlich injizieren sie die Viren in die Wände des entstehenden Loches.

Die zweite Neunergruppe erhält an fünf aufeinanderfolgenden Tagen je eine Injektion der Viren in die Blutbahn. Am zehnten Tag wird operiert und auch hier das Virus zusätzlich in die Ränder der Operationswunde gespritzt – wie bei der ersten Gruppe. “In dieser zweiten Gruppe können wir untersuchen, ob die Viren allein bis zum Tumor tief im Hirn vordringen können”, sagt Geletneky. Einbezogen werden Patienten, die nach einer ersten Operation einen Rückfall erleiden.

Glioblastoma streuen schon in einem frühen Stadium Zellen in die Umgebung. Sie gehören zu den aggressivsten Hirntumoren. Jedes Jahr erkranken in Deutschland rund 3500 Menschen daran, heißt es beim Heidelberger Team. Trotz aller Hilfen liegt die Fünf-Jahres-Überlebensrate bei unter fünf Prozent. Die Zellen in solchen Tumoren teilen sich schnell, mitunter kommt es zu Blutungen.

Ärzte hoffen auf Nebeneffekt

Die Ärzte können operieren, eine Chemotherapie einleiten, bestrahlen oder eine Kombinationstherapie beginnen. Von dem nun erstmals am Menschen getesteten Therapieansatz erhoffen sich die Ärzte eine Verbesserung der Überlebenschancen.

Die Ärzte weisen darauf hin, dass die Viren unabhängig von den Medikamenten oder der Bestrahlung wirken. Und sie hoffen auf einen Nebeneffekt: Wenn die Viren die Tumorzellen zerstören, werden Bruchstücke von Zellen und Viren frei. Diese könnten zusätzlich das Immunsystem aktivieren, das sich daraufhin verstärkt gegen die Krebszellen richten könnte.

Im besten Fall gibt es drei gute Resultate: Die Viren vermehren sich, das Tumorgewebe wird zerstört. Der nun begonnene, erste Teil der Studie zeigt aber nur, ob das Virus sicher beim Menschen eingesetzt werden kann. Genehmigt ist die Untersuchung von der zuständigen Bundesbehörde – dem Paul-Ehrlich-Institut – sowie der Heidelberger Ethikkommission.

Parvoviren gehören mit einem Durchmesser von nur rund 20 Millionstel Millimetern zu den kleinsten bekannten Viren. Die Erreger vermehren sich nur in sich teilenden Zellen – Krebszellen tun das besonders häufig, sagt Geletneky. Der endgültige Mechanismus hierfür sei aber nicht bekannt.

via: http://www.spiegel.de/wissenschaft/medizin/

Quelle: Deutsche Welle

Selbstreiniger Kunststoff dank Pilzen

Die Idee zu diesem Schritt kam den Forschern, da sie sich an der Schutzfunktion der Käserinde orientierten, die den Käse im Inneren vor unerwünschten Bakterien schützen. Genau diese Eigenschaft gab den Forschern die Inspiration zu Ihren selbstreinigenden Kunststoffen. Die Forscher bezeichnen den selbstreinigenden Kunststoff als das erste „essende Material“ und genau da liegt das Geheimnis des selbstreinigenden Kunststoffs. Neben selbstreinigenden Materialien, befassen sich Forscher auch immer wieder mit der Entwicklung von selbstheilenden Materialien.

Selbstreinigung durch „aufessen“

Man sieht in dem neu entwickelten Kunststoff unzählige Anwendungsmöglichkeiten im Interesse der Verbraucher. Um den selbstreinigenden Kunststoff zu testen, beträufelten die Forscher das Material mit einer Zuckerlösung und ließen die eingebrachten Penicilium roqueforti ihre Arbeit verrichten. Nach zwei Wochen war die aufgebrachte Zuckerlösung gänzlich durch den Pilz „verzehrt“ worden und der Kunststoff wieder blitzeblank. Nachdem die Pilze die Zuckerlösung verbraucht hatten, kehrten sie wieder in einen Ruhezustand zurück.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten denkbar

Sicherlich sind zwei Wochen „Reinigungsdauer“ eine lange Zeit, wenn es darum geht, von einem selbstreinigenden Material zu sprechen. Vielleicht erreichen die Forscher durch weitere Pilze oder andere Möglichkeiten, dass sich die Zeit noch deutlich verkürzen kann. Unter anderem könnten solche Materialien für Lebensmittelverpackungen oder Küchenarbeitsplatten verwendet werden, die dann Bakterien selbstständig durch „aufessen“ beseitigen würden. Selbst eine Verwendung für selbstreinigende Kleidung wäre möglich. Auch diejenigen die keinen Roquefort Käse mögen könnten so anfangen diesen Schätzen zu lernen.

via: http://www.trendsderzukunft.de/