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Metall im 3D-Drucker
Frisch aus dem Ofen
Bei der Metallverarbeitung im 3D-Laserdrucker werden innerhalb von Millisekunden Temperaturen von mehr als 2500 Grad Celsius erreicht, bei denen manche Bestandteile aus den Legierungen verdampfen. Empa-Forscher erkannten in diesem Problem eine Chance – und nutzen nun den Effekt, um während des Druckprozesses neue Legierungen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erzeugen und diese mikrometer-genau in 3D-gedruckte metallische Werkstücke einzubetten. Mehr.
Wissen im Bild
Weltpremiere im Brückenbau
Ein Meilenstein für einen äusserst vielfältigen Werkstoff mit Schweizer Wurzeln: Am 3. Mai 2020 wird eine 127 Meter lange Eisenbahnbrücke über die Autobahn A8 bei Stuttgart geschoben. Es ist die erste Brücke, deren 72 Hängeseile komplett aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen. Dieser ultraleichte und trotzdem enorm stabile Werkstoff wurde massgeblich an der Empa entwickelt und kommt seither in immer mehr Bauwerken zum Einsatz. Bild: L. Haspel, sbp Stuttgart
In Kürze
"REMASK": Mit vereinten Kräften gegen den Masken-Notstand
Während der Corona-Krise sind Schutzmasken zu einem raren Gut geworden. Um die Schweiz künftig in Pandemiezeiten mit effizientem Schutzmaterial auszurüsten, arbeiten Empa-Forschende gemeinsam mit einem landesweiten Konsortium aus Forschung, Gesundheitswesen und Industrie am Projekt «ReMask»: Neue Mas-kentypen sowie Technologien zur Wiederverwendung von vorhandenem Schutzmaterial werden entwickelt – für jetzt, aber auch für künftige Pandemien. Zudem wurden bereits Hinweise zur Herstellung von Masken und textilen Schutzsystemen sowie Informationen zu normierten Testmethoden öffentlich verfügbar gemacht.
Supraleitung bei Raumtemperatur?
Ein Forscherteam aus der Schweiz, den USA und Polen hat eine einzigartig hohe Dichte von Wasserstoffatomen in einem Metallhydrid nachgewiesen. Die kleineren Abstände zwischen den Atomen könnten es ermöglichen, deutlich mehr Wasserstoff in das Material zu packen – bis zu einem Punkt, an dem es bei Raumtemperatur und Normaldruck zum Supraleiter werden könnte.
Ein Biosensor für das Covid-19-Virus
Einem Team von Forschern der Empa, der ETH Zürich und des Universitätsspitals Zürich ist es gelungen, einen neuartigen Sensor zum Nachweis des neuen Coronavirus zu entwickeln. Er könnte künftig eingesetzt werden, um die Virenkonzentration in der Umwelt zu bestimmen – beispielsweise an Orten, an denen sich viele Menschen aufhalten, oder in Lüftungssystemen von Spitälern.
Muschelkleber für Herzmuskeln
Ist der Herzmuskel geschädigt, stellt die Reparatur des stets aktiven Organs eine Herausforderung dar. Empa-Forschen-de entwickeln daher einen von der Natur inspirierten Gewebekleber, der Defekte im Muskelgewebe wieder perfekt zusammenfügen kann. Sie haben sich dazu die phänomenale Haftfähigkeit von Meeresmuscheln zunutze gemacht.
Schaltkreise auf allerlei Unterlagen
Der Transistor aus dem Drucker
Eine neue Revolution in der Herstellung von elektronischen Schaltkreisen bahnt sich an: Empa-Forscher arbeiten an Elektronik, die aus dem Drucker kommt. Das ermöglicht, die Schaltkreise auf allen möglichen Unterlagen herzustellen, etwa Papier oder Kunststofffolien – doch es gibt noch einige Hürden zu überwinden. Mehr.
High-Tech-Bekleidung
Gesundheit zum Anziehen
Coole Kleidung für Spitzenleistungen kann weit mehr, als einfach nur gut aussehen: Dank einer Vielzahl von smarten Technologien analysiert High-Tech-Bekleidung heute Körperfunktionen oder optimiert aktiv das Mikroklima. Als Basis dieser neuen Textilien dienen «smarte» Fasern und biokompatible Verbundwerkstoffe, die als Sensoren, Medikamentenabgabesysteme oder Gewebeersatz auch in der Medizinforschung zu Innovationen beitragen. Mehr.
Mobile Messgeräte
Im Flug erwischt
Der Mensch ist zahlreichen belastenden Umwelteinflüssen ausgesetzt, und es ist ein internationales Anliegen, diese Emissionen möglichst exakt zu quantifizieren, um daraus Massnahmen zu ihrer Eindämmung einleiten zu können. Auch die Empa ist Teil dieser Bestrebungen und hat unter anderem eine mit modernsten Messgeräten ausgestatteten Drohne entwickelt, die Methan-lecks aufspüren kann. Ausserdem steht sie der europäischen Raumfahrtbehörde ESA bei der Entwicklung neuer Satelliten zur Seite, die CO2-Quellen aus dem All detektieren können. Mehr.
Kostengünstig und Materialsparend
Spannender Beton
Beton ist mit Abstand das meistgenutzte Baumaterial der Welt – Tendenz steigend. Mit einer neuartigen Betonrezeptur ist es einem Empa-Team gelungen, selbstvorgespannte Betonelemente herzustellen. Dadurch lassen sich schlanke Strukturen deutlich kostengünstiger bauen – und dabei gleichzeitig Material einsparen. Mehr.
Gegen Food-Waste
Platin hält Früchte länger frisch
Werden verschiedene Gemüse- und Früchtesorten zusammen gelagert, so beeinflussen sie sich im Reifeprozess gegenseitig. Schuld daran ist Ethen, das von einigen pflanzlichen Lebensmitteln abgegeben wird und die Fruchtreife beschleunigt. Um eine übermässige Verschwendung von Lebensmitteln durch die beschleunigte Reifung zu verhindern, entwickeln Forschende der Empa und der ETH Zürich einen neuen Katalysator, der das Pflanzenhormon in Wasser und Kohlenstoff zersetzt. Mehr.
TwingTec Teil der Solar Impulse Foundation
Frischer Wind für Umwelt und Wirtschaft
Die Stiftung Solar Impulse sucht 1000 Lösungen, welche die Wirtschaft voranbringen sollen – und gleichzeitig die Umwelt schützen. Das Empa-Spin-off TwingTec hat es auf die Liste geschafft: Es ist nun Teil der #1000solutions der Solar Impulse Foundation von Bertrand Piccard. Mehr.
Was kommt nach der Lithium-Ionen-Batterie?
Gesucht: Die nächste Superbatterie
Der Bedarf an Batteriespeichern für erneuerbare Energien wird in Zukunft massiv steigen. Könnten wir neben den bekannten Lithium-Ionen-Batterien auch umweltfreundlichere Modelle bauen, um wertvolle Ressourcen zu sparen? Mehr.
Lithium-Ionen-Batterie der nächsten Generation
Europas Antwort auf Elon Musk
Fünf Forschungsinstitute und sechs Industrieunternehmen aus sieben europäischen Ländern suchen – koordiniert von der Empa – in den kommenden vier Jahren gemeinsam nach Lösungen für die Lithium-Ionen-Batterie der nächsten Generation. Partner ist auch die schwedische Firma Northvolt, die in den nächsten Jahren zwei Gigafactories für Fahrzeugbatterien in Europa errichten will. Mehr.
Inside Empa
Beton- und Asphaltforschung verstärkt
Die neue Abteilung «Beton und Asphalt» verstärkt seit März 2020 die Forschung der Empa im Bereich der Baumaterialien. Innovative Technologien und Materialien für eine nachhaltige Produktion und Nutzung sind gerade in diesen Fachgebieten gefragt, machen doch die beiden Baustoffe mit einem jährlichen Volumen von mehr als 4.5 Milliarden Tonnen den weitaus grössten Anteil aller weltweit verwendeten Materialien aus.
Schweizer Solarfassade bricht Europarekord
Die K3 Immobilien AG und die werke versorgung wallisellen ag (die werke) haben die ertragreichste Fassaden-Solaranlage Europas im Gewerbe-Neubau «K3 Handwerkcity» in Betrieb genommen. Das wegweisende Energiekonzept des Gewerbeparks wird von der Empa wissenschaftlich begleitet. Ziel ist, den Gewerbepark so ökologisch und autark wie möglich zu betreiben.