Materie
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Intelligente Werkstoffe - regeln ohne ReglerIntelligente Werkstoffe sind die Werkstoffe der Zukunft. Während schaltbare Werkstoffe, aktiv von außen mittels Sensorik und Steuerung angepasst werden müssen, übernehmen innovative intelligente Werkstoffe diesen Vorgang selbst. Sie "heilen" sich selbst, wenn sie reißen oder passen sich bestimmten Umgebungsbedingungen an und bilden so die Grundlage für die Entwicklung innovativer Produkte. Intelligente Werkstoffe sind ausgesprochen vielfältig. Von Piezo-Keramiken über Formgedächtnislegierungen bis hin zu intelligenten Flüssigkeiten wie elektrorheologischen oder magnetorheologischen Fluiden bieten sie Produktentwicklern ein reichhaltiges Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten. Der Clou ist dabei die Wandlungsfähigkeit der jeweiligen Stoffe, ohne dass es einer externen Steuerung bedarf. Die Steuerung übernimmt der Stoff selbst, was in vielen Bereichen zu innovativen Neuerungen führt.
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Globale ErwärmungJahr für Jahr steigen die Durchschnittstemperaturen auf der Erde an. Verantwortlich dafür ist aller Wahrscheinlichkeit nach der Mensch. Insbesondere der vermehrte Ausstoß von Kohlenwasserstoff, der bei der Verbrennung von fossilen Energieträgern frei wird, hat den Treibhauseffekt verstärkt. Diesen Prozess einer vom Menschen verursachten allmählichen Anhebung der Durchschnittstemperatur bezeichnet man mit dem Begriff „globale Erwärmung“.
Methanhydrat: Energie für die Zukunft oder Klima-Killer?Die einen sprechen von der Energiequelle der Zukunft, die anderen vom letzten Anstoß zur weltweiten Klimakatastrophe: Methanhydrid ist ein Stoff, an dem sich die Geister scheiden. Schon seine Entdeckung war eine Sensation: Ein brennbares Eis, das in mehr als 500 Metern Tiefe auf dem Meeresboden lagert. Dort bildet es sich bei niedrigen Temperaturen und hohen Drücken durch Verwesung von Plankton und Algen aus Methangas und Wasser. Schmilzt Methanhydrid, werden aus einem Liter Eis bis zu 163 Litern Gas freigesetzt. Bei geschätzten zwölf Trillionen Tonnen Methanhydrat ist dort mehr als doppelt so viel Kohlenstoff gebunden wie in allen Erdöl-, Erdgas- und Kohlevorräten der Welt.
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Intelligente Materialien und HochleistungsfasernDer Forschungsbereich intelligente Materialien und Hochleistungsfasern befasst sich mit Fasertypen, die im Bereich technischer Textilien und "smart textiles" angesiedelt sind. Im Bereich Hochleistungsfasern sind diese Forschungsschwerpunkte bei der Entwicklung von oxidischen Keramikfasern aus Mullit, Korund etc. und von nicht-oxidischen Keramikfasern im System SiCN. Desgleich werden die Eigenschaften von Nanotube/Polymer-Kompositfasern eingehend untersucht. Kunststoffe mit Memory-EffektFäden, die sich selbst verknoten, Spiralen, die sich an ihre ursprüngliche, gestreckte Form erinnern. Im Institut für Polymerforschung des GKSS Forschungszentrums in Teltow entwickelt das Team um Prof. Andreas Lendlein "Gedächnis-Kunststoffe", die nach einer Verformung zum vorher eingestellten Ausgangszustand zurückkehren. Hierzu brauchen sie nur Wärme oder Licht als Auslöser. Die intelligenten Werkstoffe eröffnen zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Medizintechnik. Das BMBF unterstützt die Forschungen an den intelligenten Formgedächtnispolymeren im Rahmen des BioFuture Preises, den Professor Lendlein 1998 gewann. Vorsichtig führt der Arzt ein Mini-Instrument in das Knie ein. Durch die winzige Öffnung dringt kaum ein Tröpfchen Blut. Der Eingriff wird mit einem Endoskop überwacht. So wird der Patient geschont. Theoretisch. In Wirklichkeit sind viele minimal-invasive Eingriffe mit Risiken verbunden. In dem engen Operationsfeld kann der Chirurg komplexe Bewegungen, wie das Nähen der Wunde im Körperinneren, nur mit hohem Aufwand durchführen.
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