Archive - Jun 6, 2008

Grazer Central Polymer Lab eröffnet

Im Projekt <a href=http://www.cepol.nawigraz.at>CePoL</a> (Central Polymer Lab) der Karl-Franzens-Uni und der TU Graz schaffen Wissenschafter Basiswissen für die Entwicklung der Kunststoffe von morgen. Nun wurde an der Karl-Franzens-Uni der erste Laborbereich eröffnet, in dem sich alles um die Analyse von Materialien auf Molekülebene dreht. Grazer Central Polymer Lab eröffnet <table> <td width="110"></td><td><small> Das Anwendungsspektrum für Kunststoffe der Zukunft, die möglichst bald zum Einsatz kommen sollen, beeindruckt: Neue Kunststoffe, die sich nach einer bestimmten Zeit schonend selbst abbauen, könnten Patienten einen Eingriff ersparen. Neue Wirkstoffträger für Medikamente auf Kunststoffbasis könnten künftig einen noch gezielteren Einsatz von Arzneimitteln und gleichzeitig weniger Nebenwirkungen bringen. Aber auch klassische Anwendungen wie Solarzellen oder Bauteile für verschiedenste elektronische Anwendungen benötigen immer bessere Materialien, um bessere Leistung zu bringen. </small></td> </table> <table> <td><% image name="Franz_Stelzer" %></td> <td align="right"> "Kunststoffe sind längst nicht mehr aus dem Alltag wegzudenken", bekräftigen Franz Stelzer, Vizerektor für Forschung und Technologie der TU Graz, und Anton Huber vom Institut für Chemie der Karl-Franzens-Uni Graz. Im Rahmen von CePoL wollen sie mit Wissenschaftern beider Unis einen Beitrag in der Entwicklung einer neuen Generation vielseitig einsetzbarer Materialien liefern. </td> </table><p> "Wir wollen mit der Charakterisierung von Kunststoffen auf verschiedenen Ebenen Grundlagenarbeit leisten, die eine Basis darstellt, um die Kunststoffe der Zukunft bereits heute mitzuentwickeln", so Stelzer (<i>im Bild oben links</i>). <table> <td width="110"></td><td> CePoL gliedert sich in die Bereiche "Molekulare Charakterisierung", "Spektroskopische Strukturanalyse" und "Materialeigenschaften". </td> </table> Huber erklärt: "Unser Ziel ist es, die Qualitäten der einzelnen Fraktionen in Polymeren genau zu erforschen, um sie gezielter einsetzen zu können. Natürlich können mit diesem Wissen aber auch bessere, weil zielgenauere, Produkte hergestellt werden." Polymere bestehen aus Molekülketten, deren Bausteine sich ständig wiederholen - in aufwendigen Trennmethoden werden im Rahmen des ersten Teilbereichs von CePoL die molekularen Merkmale dieser Materialien analysiert.

Reaktorsystem für optimale Syntheseresultate

Das tägliche Arbeitsgerät des organischen Synthese-Chemikers hat sich seit 100 Jahren kaum verändert: Der einfache Glaskolben spielt immer noch die Hauptrolle. Das neue EasyMax-System von <a href=http://www.mt.com>Mettler Toledo</a> räumt hier auf und bietet ein flexibles und einfach zu bedienendes Reaktorsystem. Reaktorsystem für optimale Syntheseresultate <% image name="Mettler_Easymax_Composition" %><p> Temperaturkontrolle, Reproduzierbarkeit und Informationsdichte werden auf einen bisher nicht gekannten Level gehoben. Gefäße von 10-100 ml lassen sich auf Knopfdruck zwischen -25 und 180 °C heizen und kühlen - und das so schnell wie im Rundkolben. Das EasyMax-System erfordert dabei nur eine minimale Stellfläche und Infrastruktur. Durch die innovative Thermostatisierung reicht einfaches Kühlwasser aus, ein lauter und platzraubender Thermostat entfällt. Die Bedienung erfolgt auf Knopfdruck via Touchpad - eine Lernphase entfällt. Dank beleuchteter Sichtfenster hat der Anwender seine Synthese nicht nur jederzeit im Blick, sondern auch stets unter Kontrolle.

Vakuumpumpen für Biolaugung in Finnland

Im subarktischen Klima im Osten Finnlands beginnt im Herbst der Abbau eines der größten Sulfidnickelvorkommen Europas. Dabei wird der Prozess der Biolaugung eingesetzt. <a href=http://GDNash.com>Gardner Denver Nash</a> ist der wichtigste Lieferant der Vakuumpumpen und Kompressoren für den Metallabscheidungsprozess in diesem Verfahren. Vakuumpumpen für Biolaugung in Finnland <% image name="GDNash_Bioleaching" %><p> <small> Beim Biolaugungs-Prozess in Talvivaara kommen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen der Baureihe NASH Vectra XL zum Einsatz. </small> <table> <td width="110"></td><td> In der Region Talvivaara lagert eines der größten Sulfidnickelvorkommen in Europa. Mit ausreichend Erz für eine nachhaltige Förderung für mindestens 24 Jahre soll die Mine 33.000 t Nickel/a produzieren, weiterhin werden Zink, Kupfer, Kobalt und andere Nebenprodukte gewonnen. </td> </table> Die Bakterien, die im Biolaugungs-Verfahren von Talvivaara zum Einsatz kommen, wachsen auf natürliche Weise im Erz; sie sind somit endemisch für das Gebiet und gut an die vorherrschenden Umweltbedingungen angepasst. Der Prozessablauf besteht aus Tagebau, Zerkleinerung, Biolaugung und Metallabscheidung. Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen und -Kompressoren kommen in erster Linie bei Filtrationsschritten in der Metallabscheidung zum Einsatz: Die im Biolaugungsprozess entstandenen wertstoffhaltigen Lösungen werden gefiltert, um leicht verkäufliche Metallprodukte zu erhalten. Die Filtrationsschritte verwenden Horizontalbandfilter sowie NASH 904 L und NASH Vectra XL500 Vakuumpumpen. Dieser Prozess setzt außerdem zusätzlich Flüssigkeitsringkompressoren der Reihe NASH 2BE1 203 zur H<small>2</small>S-Verdichtung ein und trennt die verschiedenen Metalle – Kupfer, Zink, Nickel und Kobalt – in markfähige Produkte. Gardner Denver Nash liefert für die Vakuumerzeugung insgesamt 6 NASH 904 L2 und 6 NASH Vectra XL500 in Edelstahlausführung. Zudem wird Nash komplette Kompressoreinheiten für verschiedene Filtrations- und Biolaugungs-Prozesse bereitstellen. Ein wichtiger Gesichtspunkt für den Einsatz der NASH Flüssigkeitsringpumpen ist ihre extreme Unempfindlichkeit gegen die Mitförderung von Wasser und Filtrat im Luftstrom. Damit wird auch bei kleineren Störungen im Prozessablauf die Funktion des Filtersystems in keiner Weise beeinträchtigt.

Verschränkte Atome: Quantenspuk in Diamant

Forschern der Uni Stuttgart ist es erstmals gelungen, die Gitterbausteine von Diamanten gezielt in verschränkte Quantenzustände zu bringen. Die Ergebnisse legen nahe, dass Diamant ein Material ist, mit dem man einen Quantencomputer bauen kann, der bei Raumtemperatur funktioniert - was gegenwärtig mit keinem anderen Material möglich erscheint. Verschränkte Atome: Quantenspuk in Diamant <% image name="Quantenspuk" %><p> <small> 1 % der C-Atome im Diamant besitzen ein magnetisches Moment, welches als grüner Pfeil dargestellt ist. Diese Atome wären die Quantenbits in einem hypothetischen Quantencomputer aus Diamant. &copy; Uni Stuttgart </small> Physiker beschreiben die Welt der Atome durch die Quantenmechanik. Es gehört zu den Eigenheiten dieser Quantenmechanik, dass sie es erlaubt, 2 Objekte miteinander zu verbinden, obwohl diese keine sichtbare Interaktion aufweisen. Einstein hat diese Wechselwirkung "spukhaft" genannt, da sie unabhängig von der Entfernung der Objekte gilt. Mittlerweile ist die Verschränkung von Quantenobjekten allerdings zweifelsfrei nachgewiesen worden. Spektakuläre Experimente wie die Teleportation (das Kopieren von Eigenschaften eines Quantenteilchens auf ein anderes) beruhen auf dieser Besonderheit der Natur. Allerdings ist dieser Effekt in der Regel äußerst störanfällig. Deshalb müssen Physiker für extreme Bedingungen sorgen und zum Beispiel bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt arbeiten, um verschränkte Quantenzustände zu beobachten. Nicht so in Diamant, wie Forscher nun nachweisen konnten. In ihren Experimenten haben die Wissenschaftler zunächst Stickstoff in farblosen Diamant hineingeschossen. Diese Verunreinigung färbt den Diamant leicht pink und lässt sich im Kristall durch seine Fluoreszenz nachweisen. Durch seine Härte schirmt das Diamantgitter das implantierte N-Atom ab und erlaubt es, Quanteneffekte unter Umgebungsbedingungen zu beobachten. Den Forschern gelang es dabei, die die aus C-Atomen bestehenden Gitterbausteine des Diamanten gezielt in geeignete Quantenzustände zu bringen. 1 % dieser C-Atome trägt nämlich ein magnetisches Moment. Solche C-Atome spüren eine Wechselwirkung mit einem implantierten N-Atom in der Nähe. Diese Wechselwirkung nutzen die Wissenschaftler, um die C-Atome gezielt adressieren zu können. In ihren Experimenten konnten sie diese Atome miteinander verschränken. Dies ist eine der wesentlichen Voraussetzungen für Quantencomputer. <small> Philipp Neumann, Norikazu Mizuochi, Florian Rempp, Philip Hemmer, Hideyuki Watanabe, Satoshi Yamasaki, Vincent Jacques, Torsten Gaebel, Fedor Jelezko, Jörg Wrachtrup: "Multipartite Entanglement Among Single Spins in Diamond" - Science, 6 June 2008, Vol. 320, Issue 5880 </small>

Ionentechnik: Miniaturisierung magnetischer Sensoren

Magnetische Sensoren sind vielleicht bald in noch kleineren Dimensionen als bisher möglich. Denn Dresdner Wissenschaftler konnten erstmals einen bisher nur für ausgedehnte magnetische Schichtsysteme bekannten Effekt in einer magnetischen Mikrostruktur realisieren. Ionentechnik: Miniaturisierung magnetischer Sensoren <% image name="Magnetisierungskonfiguration" %><p> <small> Falschfarben-Darstellung der Magnetisierungskonfiguration der Streifenstruktur während des Ummagnetisierungsvorgangs. Die Magnetisierung kann prinzipiell 4 Werte annehmen, die durch die jeweiligen Pfeile gekennzeichnet sind (unbestrahlter Bereich: rot, blau, bestrahlter Bereich: gelb, grün). &copy; WILEY-VCH </small> Lassen sich mehrlagige magnetische Schichtsysteme, bei denen die einzelnen Schichten oft nur wenige Atomlagen dick sind, noch weiter miniaturisieren? Damit beschäftigten sich Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden und vom FZD Dresden-Rossendorf. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Übliche Schichtsysteme</b> sind aus Lagen hart- und weichmagnetischer Materialien aufgebaut. Hartmagnetische Materialien besitzen eine stabile magnetische Ausrichtung, weichmagnetische dagegen ändern ihre Magnetisierungsrichtung durch Anlegen eines magnetischen Feldes, lassen sich also leicht ummagnetisieren. Dieser Effekt wird angewendet, wenn in Bits gespeicherte Daten durch den Lesekopf der Festplatte ausgelesen werden. </small></td> </table> Um magnetische Bauteile weiter zu miniaturisieren, sind die Eigenschaften sowohl hart- als auch weichmagnetischer Materialien wichtig. Die Forscher haben nun erstmals gezeigt, dass man Materialien unterschiedlicher magnetischer Härte auch in einer einzelnen Schicht durch den Beschuss mit Fremdatomen im Mikrometerbereich kombinieren kann. Diese Behandlung macht das ursprünglich hartmagnetische Material magnetisch weicher. Von oben betrachtet ergibt die neue Struktur ein Streifenmuster, da beide Materialsysteme in seitlichem Kontakt stehen. Die Erkenntnis dabei: Auch in einer einzelnen magnetischen Schicht beeinflussen die Grenzen zwischen den Materialien - auch Domänenwände genannt - das Ummagnetisierungsverhalten. Die neue Technologie hat den Vorteil, dass die Domänenwände mittels optischer Mikroskopie sichtbar gemacht und das Ummagnetisierungs-Verhalten als Ganzes untersucht werden kann. Die Forscher wollen nun mit der Strukturierung in den Nanometer-Bereich vordringen, um die physikalischen Effekte bei einer größtmöglichen Miniaturisierung zu untersuchen. <small> J. McCord, L. Schultz, J. Fassbender "Hybrid soft-magnetic lateral exchange spring films created by ion irradiation", in: Advanced Materials 11/2008 (DOI: 10.1002/adma.200700623). </small>

Luxemburg investiert in die biomedizinische Forschung

Ein Projekt der Luxemburger <a href=http://www.gouvernement.lu>Regierung</a> mit US-Partnern, öffentlichen Forschungszentren und der <a href=http://www.uni.lu>Uni Luxemburg</a> sowie eine Investition von rund 140 Mio € innerhalb der nächsten 5 Jahre soll der Molekularmedizin in Luxemburg einen starken Schub verleihen. <% image name="Luxemburg_Flagge" %><p> Das geplante Kompetenzzentrums auf dem Gebiet der Molekularmedizin basiert auf Partnerschaften mit dem Translational Genomics Research Institute (TGen) in Phoenix, dem Institute for Systems Biology (ISB) in Seattle und dem Partnership for Personalized Medicine (PPM) in Phoenix. Zur Durchführung der Initiative zählt die Regierung auf die Zusammenarbeit der öffentlichen Forschungszentren, Centres de recherche publics (CRP) Santé, Henri Tudor und Gabriel Lippmann, sowie der Uni Luxemburg. Auch die Société Nationale de Crédit et d'Investissement (SNCI) stellt Finanzmittel zur Verfügung, um sich an der Finanzierung kommerzieller Projekte im Bereich der Gesundheitstechnologien zu beteiligen. Die 3 Projekte dienen der Intensivierung der Forschung auf dem Gebiet der Molekulardiagnostik, dem Eckpfeiler der Individualmedizin. Diese gründet auf einer besseren Prophylaxe, einer präzisen Krankheitsfrüherkennung, einer Behandlung der Krankheitsursachen mit Medikamenten auf Basis biologischer Verfahren sowie einer gezielten und auf den einzelnen Patienten zugeschnittenen medizinischen Versorgung. &#8226; Den Mittelpunkt des Gesamtprojekts bildet die Errichtung einer luxemburgischen "Biobank" in Zusammenarbeit mit dem Translational Genomics Research Institute unter dem Namen Integrated Biobank of Luxembourg (IBBL). Offen für internationale Kooperationen wird die IBBL zunächst biologische Proben (Gewebe, Blut etc.) für Zwecke der Krebsforschung (Lunge und Darm) analysieren. Die Biobank wird von den 3 Centres de Recherche Publics und der Uni Luxemburg gegründet. &#8226; Der zweite Teil des Forschungsabkommens bezieht sich auf eine Partnerschaft zwischen dem Institute for Systems Biology und der Uni Luxemburg in Zusammenarbeit mit den staatlichen Forschungszentren; Ziel ist die Einrichtung eines Kompetenzzentrums auf dem Gebiet der Systembiologie - Center for Systems Biology Luxembourg (CSBL) - innerhalb der nächsten 5 Jahre. &#8226; Beim dritten Projekt handelt es sich um ein Demoprojekt im Rahmen der Partnership for Personalized Medicine (PPM), eine Initiative, die 2007 von 2 Stiftungen in Phoenix gestartet wurde. Das Ziel besteht darin, das Konzept der Individualmedizin zu fördern, indem Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Molekulardiagnostik finanziert werden. Es handelt sich im Wesentlichen um die Auswahl und Validierung von Biomarkern, die ein effizienteres Eingreifen während einer Krankheit ermöglichen. Luxemburg investiert in die biomedizinische Forschung