Archive - Apr 9, 2008

Der Regenwald, ein Atmosphärenreiniger

Um die Atmosphärenchemie über dem Regenwald zu untersuchen, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie im Oktober 2005 ein Flugzeug über dem Amazonasregenwald eingesetzt und zudem Messungen in der Bodenstation Brownsberg in Surinam durchgeführt. Jetzt publizierte Ergebnisse verblüffen: Die Reinigungskraft der natürlichen Atmosphäre ist viel größer als bisher angenommen. Der Regenwald, ein Atmosphärenreiniger <% image name="Amazonasregenwald" %><p> <small> Der Amazonasregenwald, aufgenommen von der Bodenstation in Brownsberg/Surinam. &copy; Max-Planck-Institut für Chemie </small> Die Messkampagne fand großteils über unberührtem Regenwald statt, in dem lokale Emissionen von Menschen vernachlässigbar gering sind. Die Flugdaten zeigten eine bemerkenswert hohe Konzentration von Hydroxylradikalen. Diese äußerst reaktiven Moleküle entfernen verunreinigende Gase aus der Atmosphäre. Computermodelle beruhten bisher darauf, dass der Regenwald große Mengen an Kohlenwasserstoffgasen freisetzt, die diese Hydroxylradikale verbrauchen und dadurch die Reinigungskraft der Atmosphäre vermindern. Die jetzt durchgeführten Messungen bestätigen, dass der Regenwald tatsächlich eine gewaltige Kohlenwasserstoffquelle ist, zeigen jedoch auch, dass natürliche chemische Prozesse die Hydroxylradikale - das "Reinigungsmittel" der Atmosphäre - regenerieren. Um diese komplexe Kohlenwasserstoffchemie besser zu verstehen, führten Atmosphärenforscher um Jos Lelieveld zusätzlich Laboruntersuchungen im Max-Planck-Institut in Mainz und eingehende Modellrechnungen auf einem Supercomputer in Garching durch. Mit den neuen Ergebnissen können sie nun erklären, wie die Atmosphäre ihren Reinigungsmechanismus über geologische Zeiträume hinweg aufrechterhalten konnte, insbesondere während Wärmeperioden, als die Vegetation der Erde noch viel üppiger war als heute. <table> <td width="135"></td><td> Pflanzen und Bäume emittieren jährlich mehr als <u>1 Gigatonne flüchtiger organischer Verbindungen</u>. Davon sind etwa 40 % <b>Isopren</b>. Diese gasförmige Verbindung, die zu den Terpenen zählt, schützt die Pflanzen vermutlich vor dem Austrocknen. Die Menge an Kohlenwasserstoffen, die von Pflanzen stammt, übersteigt um ein Vielfaches die Menge, die von anthropogenen Quellen herrührt. </td> </table> Die Forscher nehmen an, dass in unberührter Atmosphäre die natürliche Oxidation des Isoprens Hydroxylradikale sehr effizient recycelt. "Die gemessene hohe Hydroxylkonzentration lässt sich mit einer Recycling-Effizienz von 40-80 % erklären", so Lelieveld. In verschmutzter Luft mit höheren Gehalten an Stickoxiden führt diese Oxidation dagegen zum photochemischen Smog unter Bildung von Ozon und anderen Schadstoffen. <small> J. Lelieveld, T. M. Butler, J. N. Crowley, T. J. Dillon, H. Fischer, L. Ganzeveld, H. Harder, M. G. Lawrence, M. Martinez, D. Taraborrelli and J. Williams Atmospheric oxidation capacity sustained by a forest. Nature 10. April, 2008 </small>

Zellsensoren erkennen Umwelt-Verschmutzung

Siemens-Forscher entwickeln Zellsensoren als Frühwarnsysteme für verschmutztes Wasser oder schlechte Luft. Derzeit konzentriert sich ein Team von <a href=https://www.ct.siemens.com>Siemens Corporate Technology</a> in München und das Biotech <a href=http://www.bionas.de>Bionas</a> in Rostock auf die Entwicklung ausgesuchter Zellkulturen auf Silizium-Chips. <% image name="Siemens_Zellsensor" %><p> Zellsensoren sind dafür ideal, weil sie auf Veränderungen ähnlich wie ein lebender höherer Organismus mit einer Veränderung ihres Stoffwechsels reagieren. Der Chip als Signalumwandler kann diese Informationen sogleich in eine übergeordnete Prozesskontrolle einspeisen und Maßnahmen einleiten, um die gefährdete Wasserqualität wiederherzustellen. In vielen Kläranlagen ist bis heute ein Forellenteich oder ein Test mit Wasserläufern der eindeutige Indikator, ob das Klärwerk einwandfrei arbeitet oder ob der chemische Prozess Mängel aufweist. Ein schnelles und unkompliziertes Frühwarnsystem soll nun helfen, die Grenzwerte und Anforderungen für das Trinkwasser noch weitaus präziser einhalten zu können. Die Siemens-Forscher arbeiten mit Hochdruck an der optimalen Aufbringung der Zellen auf den Silizium-Chip, denn die Zellen sollen etwa 2 Monate dort leben und haften bleiben. Während dieser Zeit werden die Zellen mit einer flüssigen Nährlösung umspült, der kontinuierlich Wasserproben zugeleitet werden können. So kommen die Zellen ständig in Kontakt mit möglichen schädlichen Substanzen. <b>3 zelluläre Reaktionen</b> werden von dem Silizium-Chip ausgewertet: Die Atmung, der Stoffwechsel und die Formveränderung. Diese werden anschließend von 3 unterschiedlichen Elektrodentypen ausgelesen. Besonders geeignet für Zellsensoren sind Leberzellen, die als Zelllinien von einer Zelldatenbank bezogen werden. Die Zellsensoren sollen eine breite Anwendung in der Umweltmesstechnik finden: Neben mangelnder Wasserqualität und schlechter Luft in klimatisierten Räumen gehören auch Gift- oder Gefahrstoffe in öffentlichen Einrichtungen zu den Einsatzgebieten. Schon recht konkret sind die Entwicklungen der Sensorenentwickler im Bereich von umweltschonenden Reinigungsprozesse innerhalb von Großgebäuden. Zellsensoren erkennen Umwelt-Verschmutzung

Silizium: Kristallisationstemperatur gesenkt

Stuttgarter Forscher haben einen Weg gefunden, die Kristallisationstemperatur von Silizium gezielt zu senken - von 700 bis auf 150 °C und jede beliebige Temperatur dazwischen. Das gelang ihnen, indem sie eine dünne Aluminiumschicht auf dem ungeordneten Silizium aufbrachten; die Dicke der Schicht bestimmte dann die Kristallisationstemperatur. Silizium: Kristallisationstemperatur gesenkt <% image name="Aludeckschicht_auf_Silizium" %><p> <small> Ordnung im Spalt: Eine Aluminiumdeckschicht senkt die Kristallisationstemperatur von amorphem Silizium (a-Si). Zuerst benetzt das a-Si die Korngrenzen in der Aluminium-Deckschicht (Al). Oberhalb einer kritischen Dicke des benetzenden a-Si-Films wird an solchen Al-Korngrenzen die Kristallisation eingeleitet. &copy; Max-Planck-Institut für Metallforschung </small> <table> <td width="150"></td><td><small> <b>Die Halbleiterindustrie braucht Silizium</b> sowohl in kristalliner als auch in amorpher, sprich ungeordneter, Form. Und so vielfältig inzwischen die Einsatzgebiete von Chips und Solarzellen sind, so vielfältig sind die Materialien, die als Träger des Halbleiters dienen, und die Bedingungen, unter denen sie arbeiten müssen. Daher möchte die Industrie gezielt die Temperatur beeinflussen, bei der Silizium kristallisiert. Meist will sie die Temperatur senken, damit sie das Halbleitermaterial auch auf hitzeempfindlichen Stoffen kristallisieren lassen kann. Manchmal möchte sie aber auch verhindern, dass sich amorphes Silizium ungewollt in kristallines verwandelt. </small></td> </table> Dass sich die Kristallisationstemperatur eines Halbleiters ändert, wenn es mit einem anderen Metall Kontakt hat, ist schon länger bekannt. "Wir haben diesen Effekt jetzt aber erstmals ausgenutzt, um die Kristallisationstemperatur von Silizium mit einer kristallinen Aluminiumdeckschicht gezielt einzustellen", sagt Lars Jeurgens, einer der beteiligten Forscher der am Stuttgarter Max-Planck-Instituts für Metallforschung. Unter 200 °C lässt sie sich demnach mit Schichten drücken, die dicker als 20 Nanometer sind. Bei geringeren Schichtdicken steigt die Temperatur stark an. Die Kristallisationstemperatur konnten die Forscher nur deshalb so genau kontrollieren, weil sie vorher aufgeklärt hatten, worauf der Effekt beruht und wie er sich theoretisch beschreiben lässt. Bekannt war, dass die Aluminiumschicht die Bindungen zwischen den ungeordneten Siliziumatomen schwächt. Es fällt diesen daher leichter sich in geordneter Form neu zu sortieren, was letztlich die Energie des Siliziumblockes senkt. Wenn keine Aluminiumschicht die Bindungen im amorphen Silizium lockert ist eine Temperatur von 700 °C nötig, um sie aufzubrechen. Wie weit die Dicke der Aluminiumschicht die Kristallisationstemperatur senkt, hängt von den energetischen Verhältnissen in dem System aus Siliziumblock und Aluminiumschicht ab. Als Maxime gilt: Gemacht wird alles, was Energie spart. Eine große Rolle spielen hierbei die Energien an der Grenzfläche zwischen Silizium und Aluminium: Um die Gesamtenergie des Systems zu senken, lagern sich die Silizium-Atome in einem ersten Schritt ungeordnet in die Aluminium Korngrenzen ein. Im ungeordneten Zustand passen sie sich nämlich besser an das Kristallgitter des Aluminiums an. Würden sie sich dort kristallin anordnen, träten an der Grenze zwischen den 2 unterschiedlichen starren Kristallgittern energieaufwändige Spannungen auf. Obwohl es erst mal nicht so klingt, fördert das die Kristallisation des Siliziums - wenn auch nur indirekt. Sobald sich an der Aluminium Korngrenze nämlich eine dünne, ungeordnete Siliziumschicht angelagert hat, ergibt sich eine weitere Möglichkeit Energie zu sparen: Die Siliziumatome ordnen sich akkurat zum Kristall an. Das Verhältnis von Kristallisations- und Grenzflächenenergie ist hierbei entscheidend: Es bestimmt nämlich, bei welcher Temperatur die benetzende Siliziumschicht zu kristallisieren beginnt. Dieses empfindliche Gleichgewicht beeinflussen die Stuttgarter Forscher gezielt, indem sie die Dicke der Aluminiumschicht variieren. Bei ihren Arbeiten haben sich die Forscher zunächst auf den Moment konzentriert, in dem die Kristallisation einsetzt. Was danach geschieht, ist noch nicht völlig geklärt. Während des Prozesses verdrängt kristallines Silizium jedenfalls allmählich die Aluminiumschicht. Die Aluminiumatome wandern durch das kristalline Silizium und sammeln sich am Boden des Siliziumblocks an. Warum sie das tun und was dabei genau passiert, wird jetzt von den Materialwissenschaftlern weiter untersucht. <small> Zumin Wang, Jiang Y. Wang, Lars P. H. Jeurgens, and Eric J. Mittemeijer: Tailoring the ultrathin Al-induced crystallization temperature of amorphous Si by application of interface thermodynamics. Physical Review Letters 100 (2008), 125503. Zumin Wang, Jiang Y. Wang, Lars P. H. Jeurgens, and Eric J. Mittemeijer: Thermodynamics and mechanism of metal-induced crystallization in immiscible alloy systems: Experiments and calculations on Al/a-Ge and Al/a-Si bilayers. Physical Review B 77 (2008), 045424. </small>

Blutbanken-IT: Global Med und Cerner kooperieren

<a href=http://www.wyndgate.com>Wyndgate</a>, einer Tochter von <a href=http://www.globalmedtech.com>Global Med Technologies</a>, ist mit <a href=http://www.cerner.com>Cerner</a> eine Marketingallianz eingegangen: Cerner wird Wyndgates Softwaremodule für die Verwaltung von Blutbanken künftig mit dem eigenen Laborinformations-System "Millennium Suite" vermarkten. Blutbanken-IT: Global Med und Cerner kooperieren <% image name="Blutproben" %><p> Die Vereinbarung wird Wyndgates Stellung am Markt für Blutbankverwaltungslösungen weiter stärken. Derzeit werden mit den Produkten und Dienstleistungen von Wyndgate jährlich mehr als 8 Mio Blutkomponenten verwaltet, was mehr als 27 % der Blutbestände in den USA entspricht. Wyndgates Software bietet Vein-to-Vein-Tracking von der Blutspende bis zur Patiententransfusion durch sein interaktives Donor Doc-Befragungssystem zur Ermittlung der Gesundheitsgeschichte des Blutspenders, seine Blutspenderverwaltungs-Systeme ElDorado Donor und SafeTrace, aber auch durch sein Transfusions-Managementsystem SafeTrace Tx.

Facts & Figures zum Kunststoff-Business

<a href=http://www.plasticseurope.org>PlasticsEurope</a> legte neues Zahlenwerk zur Kunststoffindustrie vor. Bis 2010 wird ein Marktwachstum um 3,5 % p.a. und ein Marktvolumen von dann 63 Mio t in Europa erwartet. Die Lobbyisten einer Industrie, die in Europa mit 50.000 Unternehmen und rund 1,6 Mio Mitarbeitern mehr als 280 Mrd € umsetzt, bemühen sich zudem vermehrt, "Lösungen für begrenzte Ressourcen" zu formulieren. Facts & Figures zum Kunststoff-Business <% image name="PlasticsEurope_Logo" %><p> <b>Mehr Kunststoffeinsatz = Weniger Energieverbrauch.</b> Diese simple Formel will der europaweite Verband - er hat neuerdings auch ein eigenes Büro in Wien - vermehrt der Öffentlichkeit bewusst machen. Es gelte insbesondere, dem "wohlgemeinten Fehlverhalten des Plastikvermeidens" gegenzusteuern, so Wilfried Haensel, der Executive Director von PlasticsEurope. <table> <td width="120"></td><td><small> &#8226; Weltweit wurden 2006 rund <b>245 Mio t</b> Kunststoff produziert; 23,5 % davon in der NAFTA-Region, 25 % in Europa, 14,5 % in China, 17 % im restlichen Asien, 6 % in Japan, 7 % in der Golfregion und 3 % in der CIS-Region. In Europa sind Deutschland (30 %), die Benelux-Länder (18 %) und Frankreich (11 %) führende Produzenten; summa summarum wurden in der EU-27 rund <b>60 Mio t</b> Kunststoff produziert. </small></td> </table> <% image name="PlasticsEurope_Flaschen" %><p> <small> Die Kunststoffindustrie sieht sich mitunter aber auch mit schärferem Gegenwind konfrontiert: So wurden - aus Umweltschutzgründen ("Littering") - in Brasilien PET-Flaschen kurzerhand verboten, in China wurden Verpackungsfolien mit geringer Dichte verbannt. Das französische "Plastiksackerl-Verbot" hat die EU indessen wieder gekippt. </small> Um 780 Mio t CO<small>2</small> tatsächlich bis 2020 in Europa einsparen zu können, sei der Kunststoff-Einsatz unverzichtbar. Vor allem das für den Bereich der Raumheizung definierte Einsparziel von 260 Mio t CO<small>2</small> ließe sich durch einen forcierteren Einsatz entsprechender Dämmmaterialien sogar deutlich übertreffen: Plastics Europe hält eine Verringerung von 360 Mio t CO<small>2</small> bis 2020 in Europa für möglich. <table> <td width="120"></td><td><small> &#8226; 2004 kam es zu einer <b>Entkopplung zwischen Kunststoff- und Rohölpreis</b>. Übrigens: Rohöl ist in den letzten 1,5 Jahren - in Euro bewertet - nahezu gleich teuer geblieben; "hohe Rohölpreise" drücken derzeit also fast ausschließlich eine "Dollar-Schwäche" aus. </small></td> </table> <% image name="PlasticsEurope_Flatscreen" %><p> <small> Kunststoffe ermöglichen innovative Produkte in unterschiedlichsten Industrien - vorrangig im Verpackungsbereich, für Bauprodukte sowie die Elektronik- und Automobilindustrie. </small> 2007 war die Kunststoffindustrie einem regen <u>Restrukturierungsprozess</u> unterworfen: &#8226; Basell hat für 19 Mrd $ die auf Polyolefine, Styrol sowie MTBE und ETBE spezialisierte Lyondell übernommen. &#8226; Hexion Speciality Chemicals hat für 10,6 Mrd $ die auf Basischemikalien, Pigmente und PUR spezialisierte Huntsman übernommen. &#8226; Die auf technische Kunststoffe spezialisierte GE Plastic wurde für 11,6 Mrd $ von Sabic gekauft. &#8226; Die Lanxess-Tochter Lustran Polymers wurde von INEOS gekauft, Lanxess hat sich damit aus dem Styrenics-Business verabschiedet. &#8226; Aktuell prüft die BASF schließlich strategische Optionen für ihr Styrol-Polymergeschäft. <table> <td width="120"></td><td><small> &#8226; <b>Polyolefine</b> (Polyethylen und Polypropylen) halten 2006 rund 50 % des globalen Kunststoff-Werkstoffverbrauchs von 205 Mio t (die restlichen 40 Mio t betreffen Duroplaste, Klebstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmassen), dahinter folgen PVC, Polystyrol und PET. In Westeuropa wurden 2006 rund 39,5 Mio t Kunststoff-Werkstoffe verbraucht. Bis 2010 soll der weltweite Verbrauch auf 255 Mio t ansteigen. </small></td> </table> <b>Unsicherheit</b> erzeugt in der Industrie die derzeit in Revision befindliche <u>Abfallrahmenrichtlinie</u> der EU, die gesonderte, produktspezifische Recycling- und Verwertungsquoten vorsieht. Motiviert ist die Überarbeitung dadurch, da die Entkopplung der steigenden Abfallmengen von der wachsenden Produktivität in Europa nicht gelungen ist und Unsicherheiten aufgrund der fehlenden Abgrenzung zwischen Produkt und Abfall sowie zwischen Verwertung und Beseitigung gegeben ist. <% image name="voestalpine_Logo" %><p> Insbesondere die derzeit favorisierte Definition von "Recycling" kommt in der Industrie gar nicht gut an. Die voestalpine etwa sieht dadurch die Verwertung im Hochofen ausgeschlossen und will nun ihr 70 Mio € teures Investment in die Linzer Kunststoffpellets-Verwertung (die sie gemeinsam mit der deutschen Automobilindustrie entwickelt hat) "wieder überdenken". Wird eine zu enge Recycling-Definition die Verwendung gebrauchter Kunststoffe als Reduktionsmittel in Hochöfen ausschließen, so müssten künftig in Österreich und Deutschland etwa 400.000 t "andere Wege gehen", also vermutlich außerhalb der EU verfeuert werden. Betroffen sind aber auch die Post-shredder-Behandlungen von der Shredderleichtfraktion aus Altfahrzeugen, die Vergasung zu Synthesegas sowie die Kohlevergasung: Insgesamt steht hier ein Stoffstrom von rund 600.000 t zur Disposition. <table> <td width="70"></td><td><small> <b>Zur Recycling-Definition:</b> PlasticsEurope ist der Ansicht, dass der Begriff in Übereinstimmung mit dem Ziel der Ressourcenschonung so weit gefasst werden sollte, dass dieser sowohl das werkstoffliche als auch das rohstoffliche Recycling umfasst. Bei der vom EU-Parlament nun in erster Lesung angenommenen Definition ist dies <u>nicht</u> der Fall. PlasticsEurope unterstützt die Definition, die im Originalvorschlag der EU-Kommission, KOM (2005) 667, enthalten ist: "[...] die Verwertung von Abfall in Produkte, Werkstoffe oder Rohstoffe, entweder für den ursprünglichen Zweck oder für andere Zwecke. Es schließt nicht eine energetische Verwertung mit ein". Anders als herkömmliche Werkstoffe bieten Kunststoffe eine zusätzliche Recyclingmöglichkeit, indem das Polymer in seine Monomere zerlegt wird. Diese können zur Herstellung neuer Werkstoffe verwendet werden, die dem Original ähnlich sind, oder als Chemierohstoff für andere Zwecke. Dieses rohstoffliche Recycling ist Bestandteil einer Reihe bedeutender industrieller Prozesse, etwa bei der Erzeugung von Eisen in Hochöfen. Kunststoffabfälle ersetzen dort Koks oder Öl. </small>

Novagali Pharma führt Cationorm ein

Die französische <a href=http://www.novagali.com>Novagali Pharma</a> hat Cationorm, sein erstes Produkt in Frankreich, in den Markt eingeführt. Die kationische Emulsion dient zur Behandlung von Symptomen trockener Augen. Es wurde mit der eigenen Technologieplattform Novasorb entwickelt. Novagali Pharma führt Cationorm ein <% image name="Novogali_Logo" %><p> Cationorm ahmt die Wirkungsmechanismen der Tränen nach und wirkt auf die verschiedenen Ebenen des Tränenfilms. Es kombiniert benetzende und befeuchtende Eigenschaften auf einzigartige Weise, verteilt sich optimal über die Augenoberfläche, füllt die Fettschicht des Tränenfilms auf und verhindert Tränenverdunstung. Die Ergebnisse der klinischen Studie haben die Vorteile, die Cationorm-Patienten bietet, eindeutig erwiesen: Verträglichkeit, lang anhaltende Linderung und optimaler Komfort. Diese Vorteile basieren auf Novagalis Technologieplattform Novasorb - diese dient zur verbesserten topischen Verabreichung von Ophthalmika. Es basiert auf der elektrostatischen Anziehung zwischen den Tropfen einer positiv geladenen Emulsion und den negativ geladenen Zellen der Augenoberfläche, einschließlich Hornhaut und Bindehaut. Cationorm ist seit April in Frankreich erhältlich. Es ist frei von Konservierungsstoffen und wird in einer Packung mit 30 sterilen Einzelfläschchen geliefert. <small> <b>Trockene Augen</b> sind der zweithäufigsten Grund für einen Augenarztbesuch. Mehr als 100 Mio Personen weltweit und 14 % der Erwachsenen über 40 sind davon betroffen. Aufgrund einer chronisch unzureichenden Befeuchtung des Auges kommt es zu Reizungen sowie Entzündungen der Binde- und Hornhaut. Bestimmte Faktoren wie die alternde Bevölkerung, Luftverschmutzung, Klimaanlagen und Arbeiten vor dem Computer begünstigen die Verbreitung des Syndroms. </small>

Juvenile Arthritis: US-Zulassung für Orencia

<a href=http://www.bms.com>Bristol-Myers Squibb</a> hat die US-Zulassung für das Biotherapeutikum <a href=http://www.orencia.com>Orencia</a> (Abatacept) zur Symptomreduzierung in jungen Patienten über 6 Jahren mit moderater bis schwerer juveniler rheumatoide Arthritis (JRA) erhalten. <% image name="BMS_Logo" %><p> <table> <td width="120"></td><td> Orencia kann alleine oder mit Methotrexat (MTX) , sollte jedoch nicht mit TNF-Antagonisten oder anderen biologischen RA-Therapien verabreicht werden. </td> </table> Die Zulassung basiert auf der einjährigen AWAKEN-Studie, welche die Sicherheit und Wirksamkeit von Orencia in JRA-Patienten im Alter zwischen 6 und 17 Jahren, die auf ein oder mehrere antirheumatische Medikamente (DMARDs) wie MTX oder TNF-Antagonisten inadäquate ansprachen. Der primäre Endpunkt der Studie war die Zeit bis zum "Aufflackern der Krankheit". Diese Zeit war zwischen den Behandlungen mit Orencia im Vergleich zu Placebo signifikant unterschiedlich: Die Orencia-Patienten erfuhren auch weitaus weniger solcher "Aufflackerungen" im Vergleich mit Placebo (20 vs. 53 %). <small> <b>Juvenile rheumatodie Arthritis (JRA)</b> ist die häufigste chronische rheumatische Krankheit in Kindern. Die Autoimmunerkrankung verursacht chronischen Schmerz, Versteifung und Schwellungen der Gelenke, was letztlich zu Deformitäten führen kann. Die Krankheit bricht normalerweise vor dem Alter von 16 Jahren aus und betrifft etwa 1 von 1.000 US-Kindern. </small> Juvenile Arthritis: US-Zulassung für Orencia

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