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Intelligente Fasern: Farbwechsel bei beschädigten Seilen
Am farbigen Faden
Hochleistungsfasern, die hohen Temperaturen ausgesetzt waren, verlieren meist unerkannt ihre mechanischen Eigenschaften und können im schlimmsten Fall genau dann reissen, wenn Leben davon abhängen. Zum Beispiel Sicherheitsseile der Feuerwehr oder Tragseile für schwere Lasten auf Baustellen. Empa-Forschende haben nun eine Beschichtung entwickelt, die die Farbe wechselt, wenn sie hohen Temperaturen durch Reibung oder Feuer ausgesetzt war. Mehr. (Foto: iStock)
Wissen im Bild
Das Dach aus der Sprühdose
Auf der Baustelle von «HiLo», der neuesten Unit im Forschungs- und Innovationsgebäude NEST, wird das Dach «gesprüht». Für die doppelt-gekrümmte Beton-Sandwich-Konstruktion wird keine herkömmliche Schalung verwendet, sondern ein Textil, das auf einem wiederverwendbaren Kabelnetz liegt. Das Gewicht des nassen Betons versetzt das Netz in eine vordefinierte Position und gibt dem Dach so letztlich seine Form. Zur Planung und Berechnung entwickelten die Forschenden der «Block Research Group» der ETH Zürich neue Design-Algorithmen. Mehr zur NEST-Unit «HiLo» unter: https://nest.empa.ch/hilo (Foto: Roman Keller)
In Kürze
Microchips vor Hitze schützen
Aerogel ist ein hervorragender Wärmeisolator. Bislang wird es jedoch vor allem im Grossmassstab eingesetzt, etwa in der Umwelttechnik, bei physikalischen Experimenten oder in der industriellen Katalyse. Empa-Forschern ist es nun gelungen, Aerogele auch für die Mikroelektronik und im Bereich der Feinmechanik zugänglich zu machen. Dies eröffnet zahlreiche neue Anwendungsmöglichkeiten, etwa in Mikroelektronik, Robotik, Biotechnologie und Sensorik. Um zu zeigen, dass sich feine Aerogel-Strukturen im 3D-Druck fertigen lassen, druckten die Forscher eine Lotusblüte aus Aerogel. Foto: Empa
Wie gefährlich sind brennende Elektroautos?
Was passiert, wenn ein Elektroauto in einem Strassentunnel oder in einer Tiefgarage Feuer fängt? Im Versuchsstollen Hagerbach setzten Empa-Forscher gemeinsam mit dem Tunnelsicherheitsexperten Lars Derek Mellert Batteriezellen von Elektroautos in Brand, analysierten die Verteilung von Russ und Rauchgasen sowie die chemischen Rückstände im Löschwasser. Klar ist: Das Batteriemodul eines Elektroautos entwickelt beim Brand grosse Mengen von Russ, in dem sich giftige Metalloxide befinden. Foto: Amstein+ Walthert Progress AG / Empa
Mini-Kraftwerke aus beschichteten Algen
Blaualgen gehören zu den ältesten Lebewesen dieser Erde und haben die Nutzung von Sonnenlicht über Milliarden Jahre perfektioniert. Materialforschende der Empa haben die genügsamen Einzeller nun mittels Halbleiter-Beschichtung zu Mini-Kraftwerken ausgerüstet, die Biokraftstoffe liefern und im Sonnenlicht photokatalytisch aktiv werden. Und obendrein fügen sich die Reaktionen zu einem raffinierten Rohstoffkreislauf zusammen. Die Blaualge Spirulina, deren Form an einen winzigen Tauchsieder erinnert, eignet sich besonders für Biotemplating, da ihre kompakte Wendel-Struktur zur effizienten Nutzung des Sonnenlichts beiträgt. Foto: Empa
Lärmschutz
Der grüne Schalldämpfer
Autos, Züge, Flugzeuge: Für zwei Drittel der europäischen Bevölkerung gehört Verkehrslärm zum Alltag. Die richtige Umgebung kann diese Belästigung allerdings stark beeinflussen, wie Empa-Forschende herausgefunden haben. Grünflächen in urbanen Gebieten helfen dabei, Strassen- und Eisenbahnlärm als weniger belastend zu empfinden. Nur beim Fluglärm scheint dies kontraproduktiv: Je grüner die Umgebung, umso störender der Fluglärm. Mehr. (Foto: Unsplash)
Endlager
Die Ewigkeit im Felslabor simulieren
Zement ist eines der Schlüsselmaterialien, will man radioaktiven Abfall sicher lagern. Nötig ist eine schier unendliche Haltbarkeit der Behälter. Empa-Forschende analysieren daher Materialsysteme, die diese Aufgabe bewältigen können. Mehr. (Foto: Pierre Montavon)
Lebensmitteltechnologie
Trockenfrüchte im Ionenwind
Wird Obst oder Gemüse durch Wärme getrocknet, können Nährstoffe zerstört werden und Aromastoffe verloren gehen. Deshalb ist das nichtthermische Trocknen von Lebensmitteln – also ohne Erwärmen –, in der Industrie besonders beliebt. Dabei kommen unter anderem Ventilatoren zum Einsatz. Ein neues, an der Empa entwickeltes Trocknungsverfahren mittels Ionenwind verspricht nun ein energieeffizienteres, schnelleres und erst noch schonenderes Trocknen von Lebensmitteln. Mehr.
Nachhaltige Treibstoffe
Flüchtiges für schwere Lastwagen
Nutzfahrzeuge sollen in Zukunft weniger CO2 ausstossen und zugleich strengere Abgasgrenzwerte erfüllen. Viele Fachleute erwarten, dass es daher bald eng werden könnte für fossilen Diesel. Ein möglicher Alternativtreibstoff ist Dimethylether: Der leicht flüchtige Stoff lässt sich aus erneuerbarer Energie herstellen und verbrennt sehr sauber. Die Empa erforscht dieses neue Antriebskonzept mit einem speziellen Versuchsmotor. Mehr. (Foto: istock)
Feinstaub
Wer bremst, staubt!
Seit Partikelfilter vorgeschrieben sind, stossen Verbrennungsmotoren immer weniger Feinstaub aus. Daher geraten Bremsscheiben- und Reifenabrieb immer mehr in den Fokus von Gesundheitsexperten und Ingenieuren. Denn auch sie sind nicht gerade unbedenklich. Doch noch gibt es ein Problem: Wie lässt sich Menge und Grösse von Bremsstaubpartikeln korrekt erfassen? Empa-Forscher entwickeln dazu gerade ein ausgeklügeltes Verfahren. Mehr. (Foto: Empa)
Empa unterwegs
Hightech-Holz als Klimaretter
2020 wurde Ingo Burgert, stellvertretend für die Holzforschungsteams an Empa und ETH, mit dem SDG Award 2020 des Swiss Green Economy Symposiums ausgezeichnet. «Burgert und sein Team tragen massiv dazu bei, dass in Zukunft Lösungen und Anwendungen in unserem Leben Einzug halten, welche einen Beitrag zur Klimarettung beisteuern», hiess es in der Begründung der Jury. Foto: Empa
Avenir Suisse setzt auf Empa know-how
Der Think Tank Avenir Suisse präsentierte vergangenen Juli seine neueste Publikation mit dem Titel «Nachhaltige Antriebskonzepte». Der Grundtenor ist eindeutig: Es braucht Technologieoffenheit, um das Klimaziel «Netto Null» – gemeint ist der CO2-Ausstoss – bis zum Jahr 2050 zu erreichen. Zu den Autoren gehören auch Peter Richner und Christian Bach von der Empa. Foto: Unsplash
Experte für Lärmbekämpfung
Der Bundesrat hat Empa-Abteilungsleiter Jean Marc Wunderli zum Präsidenten der Eidgenössischen Kommission für Lärmbekämpfung (EKLB) ernannt. Wunderli leitet seit 2019 das Labor für Akustik / Lärmminderung an der Empa. Die EKLB arbeitet als interdisziplinäre selbstständige ausserparlamentarische Fachkommission auf den Gebieten Lärm- und Erschütterungsbekämpfung.
Forschung in Zeiten von COVID-19
«Diese Ergebnisse sind entscheidend für die Corona-Impfstrategie»
Weltweit werden Anstrengungen unternommen, das Coronavirus SARS-CoV-2 zu bekämpfen. Impfstoffe und schützende Masken sind dabei von zentraler Bedeutung. Empa-Forscher Peter Wick, Leiter des Particles-Biology Interactions-Labors in St. Gallen, äussert sich im Interview zu Antikörperstudien, die für die Entwicklung eines COVID-19-Impfstoffs entscheidend sind und die nächste Generation von textilen Schutzmaterialien, die Coronaviren inaktivieren oder gar abtöten. Mehr. (Foto: Empa)