Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 015

WISSENSWERTES
EIGENSCHAFTEN
VON MOLEKÜL-
SCHICHTEN
GEZIELT STEUERN
AUTOMATISCHE UND FLEXIBLE PRODUKTION VON SPEICHENRÄDERN
Bisher war die Fertigung von Speichenrädern teuer
und daher für viele Anwendungen unattraktiv. Anders
sieht es bei einem Verfahren des Start-ups
Evolime aus, einer Ausgründung des Leibniz-Instituts
für Verbundwerkstoffe: Mit diesem ist eine auf Kundenwünsche
zugeschnittene Produktion automatisiert möglich.
Für seine Arbeit wurde das Unternehmen jetzt mit dem
Preis «Gründer des Jahres» ausgezeichnet, der jedes Jahr
von der Science and Innovation Alliance Kaiserslautern gemeinsam
mit der TU Kaiserslautern und der Hochschule
Kaiserslautern verliehen wird.
Bei dem Verfahren, das Dr. Marcel Bücker mit seinen Kollegen
Dr. Thomas Robbert und Valentin Hörtdörfer am Leibniz-Institut
für Verbundwerkstoffe entwickelt hat, werden
Fasern automatisiert auf kleine Formteile aufgewickelt und
dabei gleichzeitig zu Radstrukturen umgeformt. «Das geht
so lange, bis die gewünschte Dicke für die Speichen erreicht
ist. Danach wird das noch weiche Band zu einem Speichenstern
umgeformt», beschreibt Marcel Bücker den Vorgang.
In einem letzten Schritt kann bei Bedarf ein weiteres Faserband
um die Speichen gewickelt werden, sodass ein Rad
BITCOIN SCHADET DER UMWELT
Mit dem steilen Siegeszug von Bitcoin als Geldanlage
und Zahlungsmittel steigt der weltweite
Energieverbrauch massiv an. Je mehr Miner
aktiv sind und sich auf die Suche nach neuen
Blöcken machen, desto schwieriger wird die Rechenaufgabe.
Genügte anfangs für das Schürfen noch ein gewöhnlicher
PC, bedarf es für das Lösen der «Hash Rate» inzwischen
richtige Rechnerleistung – und diese ist äusserst
energieintensiv.
Nach Schätzungen der Plattform Digiconomist des niederländischen
Ökonomen Alex de Vries fallen allein für
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Marcel Bücker vor der laufenden Produktionsanlage.
Hier wird im letzten Schritt der Aussenring gewickelt. Bild: Evolime
entsteht. Nachdem der Kunststoff ausgehärtet ist, werden
die Formteile entfernt und das Speichenrad ist fertig.
Interessant ist die Technik unter anderem für den Maschinenbau.
Viele Räder, die hier zum Einsatz kommen, bestehen
derzeit aus Kostengründen noch aus Metall. Hier könnten
diese Räder herkömmliche Versionen ersetzen und so
deutlich Gewicht und damit Energie einsparen. Des Weiteren
sind aber vor allem Mobilitätsanwendungen interessant.
So beginnen die Kaiserslauterer Forscher gerade
damit, mit ihrer neuen Marke «One-K-Wheels» den Fahrradmarkt
zu revolutionieren. Mit der Technologie ist es möglich,
das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Premiumstahlspeichen
um bis zu 60 Prozent zu reduzieren..
www.one-k-wheels.com
das Mining des Bitcoin jährlich über 174 Terawattstunden
an, was in etwa dem Stromverbrauch von ganz Polen
entspricht. Nicht viel besser sieht es beim CO 2 -Fussabdruck
aus. Dieser entspricht dem jährlichen Ausstoss von
Bangladesch. Der beim Schürfen entstehende Elektronikabfall,
beispielsweise durch überhitzte Platinen, beträgt
mit 24 040 Tonnen in etwa der anfallenden Menge der Niederlande
in einem Jahr.
Digiconomist.net
Für eine Reihe fortschrittlicher
Anwendungen sind spezielle
Anordnungen molekularer Bausteine
erforderlich, welche die
elektronische Struktur oder die optischen
Eigenschaften von Molekülschichten
beeinflussen. Eine besondere
Herausforderung ist dabei die Ausrichtung
asymmetrischer Molekülbausteine,
denn hier tritt häufig eine spontane
Paarung zu symmetrischen Einheiten
auf. Dadurch entstehen trotz asymmetrischer
Bausteine symmetrische Anordnungen
– die Ausbildung eines internen
elektrischen Felds ist damit nicht möglich.
Einer Forschungsgruppe des KIT
ist es gelungen, diese Symmetriefalle
durch programmierte Anordnung zu
vermeiden und asymmetrische Bausteine
auf makroskopischer Skala auszurichten.
Die Ergebnisse wurden in der
Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.
«Nach mehrjähriger Forschungsarbeit
haben wir erstmals poröse kristalline
Schichten erzeugt, die ein internes
elektrisches Feld aufweisen», berichtet
Professor Christof Wöll vom Institut für
Funktionelle Grenzflächen des KIT.
«Ausserdem konnten wir nachweisen,
dass diese Schichten optische Frequenzverdopplung
zeigen.» An dem im
Exzellenzcluster 3D Matter Made to Order
angesiedelten Forschungsvorhaben
ist auch die Universität Heidelberg beteiligt;
Forschende aus Graz und Berlin
waren ebenfalls in die Kooperation eingebunden.
Grosses Potenzial besitzt
dieses Designer-Material beispielsweise
für die Herstellung elektrisch leitfähiger
Molekülschichten, die Verbesserung
des Wirkungsgrads organischer
Solarzellen oder für neuartige Anwendungen
im Bereich der organischen
Elektronik.
3dmattermadetoorder.kit.edu
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