News
Hier erhalten Sie einen Überblick was unseren Mitgliedsinstitute umtreibt. Woran forschen sie? In welchen Projekten arbeiten sie? Was sind die neuesten Erkenntnisse? Welche Auszeichnungen wurden gewonnen? Welche personellen Veränderungen gibt es? Und anderes mehr. Stöbern Sie in unseren News und tauchen Sie ein in den Kosmos der Material- und Werkstoffforschung.
Nachrichten aus der Forschung
Ein Film sagt mehr als tausend Worte
Seit Jahren verfolgen Forschende des HZDR einen neuen Ansatz zur Therapie neurodegenerativer Erkrankungen, speziell der Amyotrophen Lateralsklerose – kurz ALS. Mit einem Film machen sie auf ihr Forschungsprojekt „ThaXonian“ (Magnetic Axon Therapy) aufmerksam. Sie hoffen, so „ThaXonian“ bekannter zu machen und neue Finanzquellen zur Fortsetzung des Vorhabens zu erschließen. Mit Magnetpulsen wollen die Forschenden gestörte Nervenzellen reaktivieren. Nachdem dies im Zellexperiment erfolgreich gelang, arbeitet das Team an der Entwicklung einer Prototyp-Therapie-Anlage.
Matrixproduktion und SWAP-IT: vielseitig wie ein Schweizer Taschenmesser
Auslastungsoptimierte, flexible Fertigungsmodule, die durch fahrerlose Transportsysteme bestückt werden und Produkte fertigen. Eine Fertigungsplanung und -steuerung, die diese Module flexibel belegt und dank Segmentierung und intelligenter Verteilung von Fertigungsumfängen Bauteile herstellt: Matrixproduktion und SWAP-IT ergeben eine Produktionsinfrastruktur, die die hocheffiziente Fertigung auch kleinerer Stückzahlen ermöglicht. Eine solche Infrastruktur gibt zudem Anstoß zu neuen Arbeitsweisen, wenn bisher manuell ausgeführte Tätigkeiten automatisiert werden müssen, damit menschliche Arbeitskraft wertschöpfender und wertschätzender eingesetzt wird.
Tanzende Magnonen: Der nächste Schritt zum neuromorphen Rechnen
Neuromorphe Computer rechnen nicht mit Nullen und Einsen. Sie nutzen stattdessen physikalische Phänomene, um rasend schnell und äußerst energieeffizient Muster in großen Datenströmen zu erkennen. Mit ihrem Projekt NIMFEIA brachten Katrin und Helmut Schultheiß gemeinsam mit ihrem Team vom HZDR diese Technologie jetzt einen großen Schritt voran. Sie zeigten, dass sich ihr Ansatz nahtlos in herkömmliche Chip-Fabriken integrieren lässt, wie sie Im Forschungsmagazin Nature Communications darstellen.
Batterien mit Kohlenstofffasern
Vielversprechende Forschungsergebnisse im Luftfahrt-Forschungsprojekt ElViS zu ultraleichten Verbundstrukturen mit integrierter elektrischer Speicherfunktion: Seit knapp einem Jahr werden am ILK der TU Dresden „Strukturtragende Batterien“ entwickelt. Zusammen mit der Professur für Anorganische Chemie I der TUD und der HTWK Leipzig werden innovative Bauweisen erarbeitet, Prototypen hergestellt und experimentell charakterisiert. Nach einem Jahr intensiver Forschung konnten nun erste Energiespeicher auf Basis von Kohlenstoffasern hergestellt werden, die sich gegenwärtig in der Erprobung befinden.
FORCEAT – mit funktionsintegrativem Kraftmesssystem auf Medaillenjagd
Das internationale Leistungsniveau in paralympischen Wurf- und Stoßdisziplinen steigt seit Jahren. Damit deutsche Paraathletinnen und -athleten in den sitzenden Startklassen, die Wurfstühle benutzen, konkurrenzfähig bleiben, entwickelte das ILK der TU Dresden im Projekt FORCEAT gemeinsam mit dem IAT Leipzig ein System zur Messung der wirkenden Reaktivkräfte an einem Wurfstuhl. Eine kabellose Datenübertragung sowie Echtzeitmessung erlaubt eine Bewertung der Messergebnisse direkt vor Ort und ermöglicht ein unmittelbares Feedback an die Sportler.
HZDR-Team nimmt besondere Quasiteilchen unter die Lupe
Skyrmionen sind mikroskopisch kleine, magnetische Wirbel, die sich in bestimmten Materialien ausbilden können und 2009 erstmals nachgewiesen wurden. Sie sind interessant, weil sie für neue Formen der Datenspeicherung in Frage kommen. Die Theorie sagte zudem die Existenz sogenannter Antiskyrmionen vorher, die zehn Jahre nach den Skyrmionen entdeckt wurden. Forschende vom HZDR, dem Max-Planck-Institut CPfS, dem Leibniz IFW Dresden und der University of South Florida ergründeten dem Ursprung dieses komplexen Phänomens.
Hagelsturm am ILK – Eiskalte Hagelprüfungen an Luftfahrtkomponenten
Der Einschlag von Hagelkörnern kann bei Luftfahrzeugen sowie deren Antriebssystemen unmittelbar während des Betriebs sicherheitsrelevante Schäden anrichten. Das Schadenspotenzial hängt von der Geschwindigkeit, dem Durchmesser und der Innenstruktur des Hagelkorns ab. Bei der Entwicklung von Luftfahrtkomponenten – insbesondere bei Leichtbaumaterialien – müssen Hagelschlag-Szenarien im Auslegungsprozess berücksichtigt werden. Zur Entwicklung robuster und effizienter Gestaltungs- und Auslegungskonzepte wurde am ILK der TU Dresden die experimentelle Validierung solcher Hagelschlag-Belastungen an einem einstufigen Hochgeschwindigkeitsbeschussprüfstand realisiert.
Verbesserte Aufbereitung von mineralischen Rohstoffen
Die Energiewende, Hightech-Produkte, Versorgungsengpässe rücken den heimischen Bergbau wieder in den Fokus der Rohstoffindustrie. Allerdings sind leicht zugänglichen Quellen erschöpft. Künftig müssen mineralische Rohstoffe effizient aus komplexeren und niedrigwertigeren Lagerstätten gewonnen werden. Dafür sind zuverlässige und robuste Modellierungsverfahren nötig, die optimale Strategien ermitteln. Dr. Lucas Pereira vom HZDR-Institutsteil Freiberg (HIF) entwickelte in seiner Promotion solche Methoden für die mechanische Aufbereitung von komplexen Erzen. Die Helmholtz-Gemeinschaft vergab ihm dafür den Promotionspreis.
Klinikabfälle sind Wertstoffe: Wie die Medizintechnik nachhaltiger werden kann
In den deutschen Krankenhäusern fallen jährlich mehrere Millionen Tonnen Abfall durch gebrauchte Schutzmasken, Testutensilien, Spritzen, Handschuhe oder Operationskittel an. Der Großteil dieser Einwegartikel wird verbrannt. Ein Forscherteam am Fraunhofer IWU möchte sich damit nicht abfinden: Es schlägt Lösungen vor, die die Recyclingquote bei Kunststoffprodukten im Gesundheitssektor Schritt für Schritt anheben helfen, ohne pflegendes Klinikpersonal mit zusätzlichen Aufgaben zu belasten.
20. Lange Nacht der Wissenschaften bei den Bauingenieuren
„Schlau gemacht bis Mitternacht“ - lautete das Motto der 20. LNdW-DD, zu der alle Dresdnerinnen und Dresdner eingeladen waren, sich von Forschung und Wissenschaft begeistern zu lassen. Auch die Bauingenieure öffneten ihre Labore weit. Die Besucher kamen zahlreich. Insgesamt mehr als sonst, laut Veranstalter 48.000. Das spürten die Forschenden vom IMB der TU Dresden. Viele nutzten die Gelegenheit, sich ein Bild von der aktuellen Forschung im Bauingenieurwesen zu machen.
Maschinelles Lernen leitet neue Ära in den Materialwissenschaften ein
Deep-Learning ermöglicht genaue Berechnungen der elektronischen Struktur im Großmaßstab. Die Anordnung von Elektronen in Materie spielt bei angewandter Forschung wie dem Arzneimitteldesign oder der Energiespeicherung eine wesentliche Rolle. Bisher fehlten Simulationsmethoden, die eine hohe Genauigkeit und Skalierbarkeit über verschiedene Zeit- und Längenskalen hinweg bieten. Forscher des CASUS am HZDR und Kollegen aus den USA, entwickelten nun eine auf maschinellem Lernen basierende Simulationsmethode, die herkömmliche Verfahren zur Simulation elektronischer Strukturen übertrifft.
26. Internationales Dresdner Leichtbausymposium wieder erfolgreich
„Neutral Lightweight Engineering – moving Europe.“ – unter diesem Motto traf sich Ende Juni die deutsche Leichtbaubranche zum 26. Internationalen Leichtbausymposium in Dresden. Wie Leichtbau als Querschnittsdisziplin branchenübergreifend Antworten auf die Themen in Bezug auf resiliente Rohstoff- und Energieversorgung sowie der künftigen Ressourcenverfügbarkeit, der Transformation der Wirtschaft und der Kraft der Wissenschaft im friedlichen Disput leisten kann, diskutierten über 300 Expertinnen und Experten aus 14 Nationen.
Auf dem Weg zur sauberen Luftfahrt
Der Kraftstoffverbrauch von Flugzeugen kann über eine Reduzierung von Luftwiderstand und Gewicht der Tragflächen gesenkt werden. Dieses Ziel haben sich die Partner im EU-Projekt HERWINGT auf dem Weg zur klimaneutralen Luftfahrt gesetzt. Bis 2035 soll ein Kurzstreckenflugzeug für bis zu 100 Passagiere entstehen, das 50 % weniger Emissionen verursacht. Dafür sollen im Projekt HERWINGT optimierte Tragflächen für hybridelektrische Flugzeuge entwickelt werden, die dafür sorgen, dass Fliegen klimafreundlicher wird.
ILK-Wissenschaftlerinnen auf Tag der Fakultät ausgezeichnet
Für ihre hervorragende Dissertation „Beitrag zur Einformung von Inserts in endlosfaserverstärkte Thermoplastbauteile“ wurde Dr. Juliane Troschitz mit dem Manfred-Hirschvogel-Preis 2023 ausgezeichnet. Die mit 5000 Euro dotierte Auszeichnung überreichte Herr Dr. Marc Hirschvogel, Vorsitzender des Kuratoriums der Frank Hirschvogel Stiftung, Frau Troschitz zum Tag der Fakultät im Dresdner Bouvelvardtheater. Professor Michael Beckmann, Dekan der Fakultät Maschinenwesen der TU Dresden, sowie Professor Maik Gude, ILK-Vorstandsmitglied, beglückwünschten die Preisträgerin zu dieser Leistung.
Mit der richtigen Wellenlänge auf Erfolgskurs
Forschungsergebnisse in die Anwendung bringen zeichnet erfolgreichen Transfer aus. Dr. Richard Gloaguen, Wissenschaftler am HZDR-Institutsteil Freiberg, ist dies mit seinem Team gelungen. Sie entwickelten digitale Kartierungsverfahren für die nachhaltige Rohstofferkundung und -gewinnung. Ihre Ausgründung TheiaX bieten die Technologien marktseitig an. Das Start-up ist führend im Bereich der Spektralexploration. Für den erfolgreichen Transferprozess wurde Gloaguen mit dem zweiten Platz beim Sächsischen Transferpreis ausgezeichnet. Als Technologiemittelnder erhielt TheiaX-Geschäftsführer Christian Christesen einen Transfer-Sonderpreis.
STEEP UP – Materialien der nächsten Generation für die organische Photovoltaik
Im Juni nahm das vom Leibniz IPF Dresden koordinierte EU-weite Forschungsprojekt STEEP UP seine Arbeit zur Entwicklung neuartiger Absorbermaterialien für vakuumbasierte, organische Solarzellen auf. Diese Technologie wurde von der Heliatek GmbH entwickelt. Sie wird als Heliateks organisches Solarfolienprodukt HeliaSol® vermarktet. STEEP UP vereint vier führende europäische Forschungsinstitute mit Heliatek, um die Entwicklung der nächsten Generation organischer Solarmaterialien zu beschleunigen – mit höherem Wirkungsgrad und ohne Abstriche bei der Materialhaltbarkeit.
T!Raum-Initiative syntral: Partnerschaft für einen nachhaltigen Strukturwandel in der Lausitz
In der vom BMBF geförderten T!Raum-Initiative syntral soll in den nächsten neun Jahren der nachhaltige Transfer von Ideen, Wissen und Technologien in innovative Transferstrukturen und Leichtbauanwendungen in der Lausitz gestaltet werden. Die Projektpartner trafen sich dafür am 22.6.2023 zum ersten Strategieworkshop auf dem 26. Internationalen Dresdner Leichtbausymposium. Neben der Ergebnispräsentation der Werkstattprojekte diskutierten sie über digitale Lernwerkzeuge sowie die Schaffung einer Plattform zur Bündelung und Organisation vorhandener regionaler Bildungsangebote.
Hitzefeste Keramiktinte für den Datencode auf Metallbauteilen
Fraunhofer-Forschende entwickelten eine hitzeresistente keramikbasierte Tinte. Mit Ihr lassen sich Metallbauteile, die in der Automobilindustrie bei Temperaturen über 1000 ºC bearbeitet werden, mit einem Code kennzeichnen. Der via Scanner ausgelesene Code führt zu einer Datenbank, in der alle Herstellungsparameter des Bauteils hinterlegt sind. Damit sind Produktionspannen und fehlerhafte Bauteile frühzeitig erkennbar. Es eröffnen sich außerdem weitreichende Möglichkeiten für effizientere Prozessketten. Selbst Bauteilfälschungen lassen sich durch Zusätze in der Tinte verhindern.
HZDR und Stadtentwässerung Dresden: Gemeinsam die Herausforderungen der Energiebranche meistern
Klimawandel, Energieneutralität, Ressourcenschonung, Energiekopplung und Nachhaltigkeit – das sind nur einige der Schlagworte, mit denen sich die Stadtentwässerung Dresden (SEDD) und das Institut für Fluiddynamik des HZDR beschäftigen. Da liegt es nahe, die Forschung und den Austausch von Wissen und Fähigkeiten gemeinsam voranzutreiben. Zu Jahresbeginn vereinbarten die SEDD und das HZDR eine strategische Partnerschaft auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung. Nun nutzten Forschende am HZDR die Gelegenheit die Kläranlage in Dresden-Kaditz besichtigt.
Sensortechnologie ermöglicht Teilhabe am Alltag und steigert Lebensqualität
Der Freistaat Sachsen unterstützt die Dresdner Altavo GmbH und die TU Dresden bei der Entwicklung einer künstlichen Stimme. Das 2021 gegründete Medizintechnikunternehmen Altavo GmbH setzt das Vorhaben »SEMECO-B3: Multi-sensorische nicht-invasive Stimmprothetik mittels KI (MUSIK)« mit wissenschaftlichen Partnern des sächsischen Zukunftsclusters SEMECO um. Dazu zählen die Professur für Sprachtechnologie und Kognitive Systeme, die Professur für Hochfrequenztechnik und das Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) an der TU Dresden.
IIT Delhi besucht TU Dresden
Koordiniert durch das ILK der TU Dresden arbeiten die TU Dresden und das Indian Institute of Technology (IIT) Delhi im gemeinsamen Projekt COMPOLL (Combating Environmental Pollution through Internationalisation of Education) eng zusammen. Ziel ist es, basierend auf einer langen Kooperationsgeschichte eine strategische Zusammenarbeit zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung und zur Reduzierung des menschlichen Fußabdrucks zu etablieren. Besonders im Fokus stehen die Themen Luft-, Wasser-, Lärmverschmutzung und Abfallwirtschaft.
Per Teilchenschauer Bauteile durchleuchten
HZDR-Forschende wollen die Myonen-Bildgebung für Brücken, Chemieparks und Castor-Behälter ertüchtigen. Unaufhörlich fliegen kosmische Teilchen auf die Erde. Die energiereichen Myonen können mühelos Stahl oder Beton durchdringen. Ein Team am HZDR will diese unvermeidbare Umgebungsstrahlung nutzen, um ins Innere industrieller Apparate oder Bauwerke zu blicken. Das Problem: Myonen-Detektoren, die in der Hochenergie-Physik eingesetzt werden, sind empfindlich und teuer. Deshalb entwickeln Tomographiefachleute des HZDR einen kostengünstigen, hochauflösenden Myonen-Detektor für die zerstörungsfreie Zustandsüberwachung.
HZDR und GlobalFoundries vertiefen Zusammenarbeit
Das HZDR und der Halbleiterhersteller GlobalFoundries gehen eine noch engere Zusammenarbeit ein. Dazu unterzeichneten der Wissenschaftliche Direktor des HZDR, Prof. Sebastian M. Schmidt, und der Geschäftsführer von GlobalFoundries Dresden, Dr. Manfred Horstmann, am Mittwoch, dem 28. Juni 2023, eine gemeinsame Absichtserklärung (Memorandum of Understanding). Die strategische Partnerschaft konzentriert sich auf Wissenstransfer, Technologieentwicklung und Nachwuchsförderung. Ein Ziel ist dabei, auch die Willkommenskultur am Wirtschafts- und Wissenschaftsstandort Dresden zu stärken.
Produkt-Service-Systeme für den regionalen, saisonalen Einkauf
Immer mehr Menschen legen Wert auf regionalen und saisonalen Einkauf. In der Region Dresden gibt es Landwirte, die über das Jahr schwankende Mengen regionaler Lebensmittel erzeugen. Die Herausforderung besteht darin, ihre Produkte erfolgreich zu vermarkten und effiziente Logistikketten aufzubauen. Solche Logistikketten müssem Anforderungen hinsichtlich Klimaneutralität, Etablierung nachhaltiger Prozesse sowie gestiegener Kundenerwartungshaltungen gerecht werden. Smarte Vertriebs- und Transportkonzepte sind essenziell. Diesen Problemen widmet sich das Technischen Designs im Design von Produkt-Service-Systemen.
Abstoßende Unordnung: Was macht cholesterinhaltige Oberflächen so abweisend?
Forscher des Leibniz IPF, der Universität Leipzig und TU Dresden entdeckten, warum an cholesterinhaltigen Oberflächen die Anlagerung von Proteinen und Bakterien vermindert sein kann. Das Team hatte Cholesterin als Hautbestandteil von wirbellosen Tieren (Collembolen) identifiziert, die durch ihre Haut atmen und diese vor Verunreinigungen schützen müssen. Mit Experimenten, Simulationen und thermodynamischen Analysen zeigten sie, wie durch Änderung der Ausrichtung der Cholesterinmoleküle eine „entropische Barriere“ entsteht, die cholesterinhaltige Oberflächen abweisend macht.
Im Fokus: Industrielle Wertschöpfung durch Licht
Licht verkörpert mehr als nur Helligkeit. Stark fokussiert ist es ein leistungsfähiges Werkzeug. In der hochpräzisen Messtechnik wird diese Fähigkeit in berührungslosen, verschleißfreien Lasern zum Trennen, Fügen, Beschichten, Oberflächenstrukturieren und Wärmebehandeln sowie für die Additive Fertigung genutzt. Das Laser Symposium und das International Symposium on Additive Manufacturing (ISAM) zeigen vom 29.11. bis 1.12.2023 in Dresden, wie Laser die industrielle Wertschöpfung beflügeln. Künstliche Intelligenz (KI) verschiebt dabei die Grenzen laserbasierter Verfahren.
Licht ins Dunkel – so wird die Wegstrecke der Protonen sichtbar
Ziel der Protonen-Strahlentherapie gegen Krebs ist, möglichst viele Tumorzellen abzutöten und das umliegende, gesunde Gewebe zu schonen. Bisher gab es keine Methode, um den Strahl während der Dosisabgabe bildlich darzustellen. Dresdner Wissenschaftlern vom OncoRay, das unter anderem vom HZDR betrieben wird, gelang es mit einem „In-beam MRT“-Prototyp, die Wegstrecke des Protonenstrahls in einem flüssigkeitsgefüllten Phantom zu visualisieren und mit dieser Methode die Reichweite des Protonenstrahls während der Bestrahlung aufzuzeigen.
ITMA Research & Innovation Excellence Award für Philipp Weigel
Im Rahmen der ITMA 2023 in Mailand, der internationalen Textilmaschinenausstellung und wichtigsten Plattform für die Textilmaschinenbranche, wurde Philipp Weigel für seine am ITM der TU Dresden angefertigte exzellente Studienarbeit "Numerische Simulation des Struktur- und Auszugverhaltensparametrisch generierter profilierter Carbonpolymergarne" mit dem ITMA Sustainable Innovation Award in der Kategrie "Research & Innovation Excellence Award" ausgezeichnet. CEMATEX-Präsident Ernesto Maurer überreichte die Urkunde und das Preisgeld von 10.000 Euro für den ersten Platz.
Umwandlung von Terahertz in sichtbares Licht für zukünftige Telekommunikation
Ein Forschungsteam des HZDR, des Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), des University of Exeter Centre for Graphene Science und der TU Eindhoven fand heraus, dass auf Graphen basierende Materialien Terahertz-Hochfrequenzsignale effizient in sichtbares Licht umwandeln können. Dieser Mechanismus ist ultraschnell und justierbar, wie das Team in Nano Letters berichtet. Die Ergebnisse eröffnen den Weg für neue Anwendungen in der Informations- und Kommunikationstechnologie der nahen Zukunft.
Leibniz IPF Dresden als familienfreundliche Einrichtung zertifiziert
Dem Leibniz IPF Dresden wurde das 2010 errungene Zertifikat zur Familienfreundlichkeit im Rahmen des Auditierungsverfahrens der berufundfamilie GmbH erneut bestätigt. Die Reauditierung erfolgte im Rahmen eines Dialogverfahrens, das Berichterstattung, Erstellung eines Handlungsprogramms für die nächsten drei Jahre und einen Dialogtag mit einer Auditorin einschloss. Als wichtige Maßnahme zur weiteren Verbesserung der Vereinbarkeit von Beruf und Familie wurde die Flexibilisierung von Arbeitszeit und Arbeitsort vorangetrieben und das Mobile Arbeiten eingeführt.