EmpaNews – Das Forschungsmagazin der Empa Archiv

Materialien bestehen – wie alle Stoffe – aus chemischen Elementen. Kein Wunder also, dass an der Empa auch viele Chemikerinnen und Chemiker tätig sind. Sie befassen sich mit neuen Materialien, die leistungsfähiger, günstiger und umweltfreundlicher sein sollen als die heute eingesetzten. Dazu syn-thetisieren sie zahlreiche bislang unbekannte Materialien und untersuchen deren Eigenschaften. Ein weiteres wichtiges Gebiet der Chemie ist die Analytik. Forschende können beispielsweise nachver-folgen, wie sich langlebige Schadstoffe, die zum Teil bereits vor Jahrzehnten verboten wurden, in ver-schiedenen Ökosystemen anreichern. Anlässlich des «Internationalen Jahrs der Chemie» wirft EmpaNews einen Blick in Labors. Ausserdem in dieser EmpaNews: Plastikgewebe für Solarzellen & Co.: Transparente Elektroden, biegsam und stabil. --- Enzyme für den industriellen Einsatz --- Kurz nützlich, lang lästig: Langlebigen Schadstoffen auf der Spur.

Die Nanotechnologie – oder besser: die Nanotechnologien – hat Grund zum Feiern. Dieses Jahr jährt sich die «Geburtsstunde» des Rastertunnelmikroskops zum 30. Mal. Dieses Instrument und weitere haben die Welt der Atome und Moleküle sichtbar und damit überhaupt erst zugänglich gemacht. In-zwischen wurden dank Nanoeffekten zahlreiche Materialien und Produkte mit neuen, viel verspre-chenden Eigenschaften entwickelt und auf den Markt gebracht. Ausserdem in dieser EmpaNews: Kunstrasen mit Stehauf-Qualitäten --- Auf Industrie getrimmt: Plasmatechnologie für die Textilindustrie. --- Fehlersuche – erfolgreich beendet: Detektivarbeit bei defekter Elektronik.

Um elektronische Bauteile immer kleiner herstellen zu können, sind neue Materialien gefragt. Bei-spielsweise ultradünne Kohlenstoffschichten, Graphen genannt. Empa-Forschende entwickeln in in-ternationaler Zusammenarbeit neue Methoden, um diese Schichten auf Oberflächen «wachsen» zu lassen. Die aktuelle Ausgabe der EmpaNews widmet sich diesem Thema und natürlich auch vielen weiteren. Für einmal haben wir unser Ziel, Ihnen, liebe Leserinnen und Leser, intelligente Lektüre zu bieten, wörtlich genommen – daher der aktuelle Fokus auf «smarte» Materialien. Diese sind auch Ge-genstand des Anfang 2010 angelaufenen Nationalen Forschungsprogramms 62, in dem die Empa überaus erfolgreich vertreten ist. Ausserdem in dieser EmpaNews: Feuerprobe für den Brandschutz: Ein Besuch im Brandlabor. --- «Man gewinnt nicht jeden Tag einen Preis»: Ein Jungunternehmen erreicht den Markt.

Das «Solar Impulse»-Team verfolgt hehre Ziele – erneuerbare Energien ins Rampenlicht stellen und dadurch die Bevölkerung zum Umdenken bringen, damit von unseren natürlichen Ressourcen auch für folgende Generationen noch etwas übrig bleibt. Damit passen Piccard und sein Team perfekt zum Fokus-Thema der aktuellen EmpaNews, in dem sich alles um Cleantech dreht, also um «saubere» Technologien von morgen, die die Umwelt möglichst nicht belasten und die natürlichen Ressourcen schonen. Denn eins ist klar: So wie bisher, können wir unmöglich weiterwirtschaften. Ausserdem in dieser EmpaNews: Virtuell statt visuell: Überwachungssystem für Europas Strassen. --- Auf die Methode kommt es an: Standardisierte Beurteilung von Nanorisiken.

Warum ordnen sich bestimmte Moleküle auf Oberflächen spontan zu so genannten Nanostrukturen an? Wie breiten sich Luftschadstoffe von bestimmten «Punktquellen» in der Atmosphäre aus – oder Lärm in der Umgebung? Wie verhalten sich komplexe Hydride, die für die Speicherung von Wasserstoff eingesetzt werden, unter verschiedenen Bedingungen? Um Fragen wie diese zu beantworten, kommen Hochleistungsrechner und computergestützte Model-lierungen, Computersimulationen, zum Einsatz. In silico können die ForscherInnen aus dem Vollen schöpfen und je nach Rechenleistung viele verschiedene Szenarien durchrechnen. An der Empa übernimmt diesen Job eine fleissige Mitarbeiterin, der Computercluster «Ipazia», der derzeit weiter aus-gebaut wird, um noch mehr und noch anspruchsvollere Berechnungen durchführen zu können. Ausserdem in dieser EmpaNews: Der Ideen-Generator: Rampenbauer für Forschungsprojekte. --- Biokatalyse, eine «grüne» Seite der Chemie --- Chlorkorrosion führte zu Hallenbadunglück.

Es «gibt» grundsätzlich mehr als genug Energie auf der Erde; die Sonne liefert sie uns frei Haus. Um sie nutzen zu können, müssten wir sie eigentlich nur einfangen und umwandeln, etwa in Strom. Genau dies ist das Ziel der Photovoltaik-Aktivitäten an der Empa, die wir im «Fokus» der aktuellen EmpaNews vorstellen: mit möglichst wenig Rohstoffen möglichst effiziente (und günstige) Solarzellen herzustellen. Und da es immer gut ist, mehrere Eisen im Feuer zu haben, arbeiten die Empa-Teams nicht nur an «klassischen» Solarzellen aus Silizium, sondern entwickeln auch neuartige Dünnschichtzellen aus unterschiedlichsten Materialien. Für innovative Batteriekonzepte und dergleichen ist materialwissenschaftliches Know-how ebenso unerlässlich; die Arbeit dürfte den Materialforscherinnen und -forschern also kaum ausgehen. Ausserdem in dieser EmpaNews: Die ersten 100 Tage des neuen Direktors der Empa, Gian-Luca Bona, im Rückblick. --- Künstliche Muskeln lernen fliegen: Der Blimp „schwimmt“ lautlos durch die Luft. --- Ein Provisorium wird vierzig: Empa-„Streckbank“ testet Spannkabel auf Ermüdung.

In der modernen Medizin sind häufig spezielle Materialien und Systeme gefragt, vom Ersatz «ausgefallener» Organe oder von Gewebe – Gelenke, Knochen, Sehnen – bis hin zu eher klassischen medizi-naltechnischen Anwendungen – wie etwa der neuartige Lattenrost für Pflegebetten des Empa-Spin-off «compliant concept». Es versteht sich von selbst, dass dafür profundes materialwissenschaftliches Know-how vonnöten ist. Daneben haben die innovativen Technologien, die wir im aktuellen «Fokus» vorstellen, noch etwas gemeinsam: Die Teams, die sie entwickelt haben, sind hochgradig interdisziplinär. Zellbiologinnen und Toxikologen arbeiten Hand in Hand mit Biotechnologen, Nanowissenschaftlerinnen und Oberflä-chenphysikern, und diese wiederum mit Chemikern, Ingenieurinnen und Elektrotechnikern – und vielen anderen. Sonst würden sich derartige Projekte nicht realisieren lassen. Und gerade deswegen sind sie «typisch Empa». Ausserdem in dieser EmpaNews: Tagebuch einer Dioxinvergiftung --- Ideenmarktplatz & Dialogplattform: Herausforderungen anpacken – mit Nano.

Alle verfügbaren Daten weisen daraufhin, dass wir besser heute als morgen das post-fossile Zeitalter einläuten. An den notwendigen Technologien und Materialien arbeitet die Empa schon geraume Zeit, etwa am viel versprechenden Energieträger Wasserstoff. Dabei gilt es indes nicht nur, technologische Hürden zu überwinden, sondern auch ein gesellschaftliches Umdenken einzuleiten. Dies ist das Ziel des «World Resources Forum» im September in Davos. Die Nanotechnologie bildet einen zweiten Themenschwerpunkt in diesem Heft. Pünktlich zur 3. Na-noConvention Anfang Juli in Zürich, bei der – so hoffen wir – wieder lebhaft und kontrovers über die Auswirkungen dieser «Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts» auf Wirtschaft und Gesellschaft, Umwelt und Gesundheit debattiert und gefachsimpelt wird. Ausserdem in dieser EmpaNews: Kraftwerk mit Flügeln: Tensairity-Drachen soll Strom produzieren. --- Mit Wasserstoff unterwegs: Brennstoffzellen-Kehrmaschine im Prakiseinsatz. --- Mit Engagement dabei: Andreas Züttel wirbt für den Energieträger Wasserstoff.

An der Empa steht ein Führungswechsel an; Louis Schlapbach, der die Empa in den vergangenen acht Jahren zu einer modernen Forschungsinstitution weiterentwickelt hat, gab die Leitung Ende März ab. Zeit also, sowohl auf das Erreichte in der «Ära Schlapbach» zurückzuschauen, den Blick aber auch nach vorne zu richten Ausserdem in dieser EmpaNews: PS-Orchester im neuen Konzerthaus --- Bei Russfiltern stimmt die Chemie --- Klein, aber nicht spurlos: Der Lebenslauf von Nanopartikeln.