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Der Forschungsbereich Schlüsseltechnologien 118 Magnesiumforschung am HZG: Das Material ist dreimal leichter als Stahl und eineinhalbmal leichter als Alu minium, dabei gleichzeitig fest und stabil. Foto oben: HZG/C. Schmid, Hamburg Aus geschmolzenem Magnesium werden per Gießwalz- Ver fahren Bänder hergestellt: Mit Magnesium-Bauteilen werden Fahrzeuge leichter und sparen dadurch Treibstoff. Foto links: HZG/C. Schmid, Hamburg DER FORSCHUNGSBEREICH SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN AUF EINEN BLICK HZG Am Forschungsbereich Schlüsseltechnologien sind drei Helmholtz-Zentren beteiligt: das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung (HZG) sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Forschungszentrum Jülich KIT Der Forschungsbereich umfasst neben den beiden übergreifenden Programmen Future Information Technology – Fundamentals; Novel Concepts and Energy Efficiency und Technology; Innovation and Society (gemeinsam mit dem Forschungs bereich Energie) sieben Programme: Supercomputing and Big Data; Science and Technology of Nanosystems; Advanced Engineering Materials; BioSoft – Fundamentals for Future Technologies in the Fields of Soft Matter and Life Sciences; BioInterfaces in Technology and Medicine; Decoding the Human Brain und Key Technologies for the Bioeconomy.
DIE ANWENDUNG: WIE SCHLÜSSEL TECHNO- LOGIEN DAS LEBEN VERBESSERN Wie aktuell die zentralen Themen des Forschungsbereichs sind, zeigt ein Blick in die Medien. Fast kein Tag vergeht, an dem nicht ein Artikel über Supercomputing, das Management und die Analyse von Big Data, die Potenziale der Nanotechnologien oder der Bioökonomie erscheinen: Tatsächlich tun sich verheißungsvolle Perspektiven auf, denn bald könnten neue Werkstoffe Leben retten; angesichts der wachsenden Weltbevölkerung und der Übernutzung natürlicher Ressourcen werden in der Bioökonomie Konzepte erarbeitet, die helfen, biologische Ressourcen zu optimieren oder die Nahrungsmittelproduktion nachhaltig und mit bio-basierten Rohstoffen neu zu gestalten. Die Schlüsseltechnologien haben in anderen Bereichen bereits zu Durchbrüchen geführt: Im Flugzeugbau etwa werden schon längst besonders leichte Materialien eingesetzt, die aus der Materialforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht stammen. In den kommenden Jahren sollen die herkömmlichen Nieten am Flugzeugrumpf durch ein spezielles Verfahren des Laserstrahlschweißens ersetzt werden. Durch dieses Verfahren können einzelne Bauteile direkt miteinander verbunden werden, was zu einer deutlichen Kosten- und Gewichtsersparnis führt. Energie wiederum kann mit Hilfe von Nanopartikeln eingespart werden, wie Forscher am KIT gezeigt haben: Sie entwickelten Nanopartikel, welche Oberflächen so verbessern, dass sich die Reibung im Wasser verringert und beispielweise Schiffe weniger Energie brauchen. Der Forschungsbereich Schlüsseltechnologien spannt heute einen großen Bogen von der Nanowissenschaft und Mikrosystemtechnik über die Lebenswissenschaften sowie die Natur- und Ingenieurwissenschaften bis hin zu den Makrowelten. Die Wissen schaftler der Helmholtz-Gemeinschaft forschen dabei gleichermaßen an den Grundlagen wie an der konkreten Anwendung. Dabei entstehen für die Forscher an den Schnittstellen zu anderen Bereichen wie der Gesundheitsforschung, Energieproduktion und -speicherung, Mobilität, der Klimaforschung oder Meersforschung permanent neue Themengebiete. 119 In nanometerdünnen magnetischen Schichten treten magnetische Wirbel auf. Die Magnetisierung im Kern dieser Wirbel lässt sich durch kurze Strompulse blitzschnell umschalten – ein Vorgang, den diese Computersimulation zeigt. In miniaturisierten Datenspeichern der Zukunft könnten solche Strukturen als Bits fungieren. Foto: Forschungszentrum Jülich Ein Effekt mit Nobelpreis Der Physiker Peter Grünberg vom Forschungszentrum Jülich erhielt im Jahr 2007 gemeinsam mit Albert Fert den Nobelpreis in Physik. Die beiden Wissenschaftler wurden für ihre Entdeckung des Riesenmagnetowiderstandseffekts (GMR) ausgezeichnet. Auf dem GMR-Effekt basiert die Lesefunktion des Schreib-Lese- Kopfes fast jeder Festplatte. Grünbergs Forschungen begründeten außerdem das Forschungsfeld der Spintronik in der Nanoelektronik. Heute gibt es das Peter Grünberg Institut am Forschungszentrum Jülich. Theoretisch und experimentell ausgerichtete Forschungseinheiten verbinden dort die Themen Festkörperphysik, Physik der dünnen Schichten, Ober- und Grenzflächen sowie Materialwissenschaften.
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INHALT 7 Vorwort 9 Die Helmholtz-Ge
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8 „Ähnlich wie die Erwerbung der
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Die Helmholtz-Gemeinschaft in histo
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30 „Als im Jahre 1995 die Helmhol
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Anmerkungen 1 Dank eines langjähri
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47 Vgl. Trischler/vom Bruch, Forsch
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2014 Nobelpreis für Chemie an Prof
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GESPRÄCH MIT JOACHIM TREUSCH ÜBER
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„Im Grunde stärkte die Entwicklu
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54 GESPRÄCH MIT DETLEV GANTEN ÜBE
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„Es war schnell Konsens aller Vor
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GESPRÄCH MIT WALTER KRÖLL, ÜBER
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„Für mich war die wichtigste Ent
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62 Prof. Dr. Jürgen Mlynek ist von
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„Wir haben heute in der Gemeinsch
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DIE HELMHOLTZ-GEMEINSCHAFT IM PORTR
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