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Was sind die aktuellsten Forschungsthemen? Welche Rolle spielt die Empa dabei? Unser Forschungsmagazin EmpaQuarterly (die frühere EmpaNews) gibt mit Interviews, Portraits und spannenden Berichten aus dem Labor Auskunft zu relevanten Fragen.
 

In Kürze

Step2 - Neue NEST-Unit
Eine Wendeltreppe in Form einer Wirbelsäule aus dem 3D-Druck, eine Rippen-Filigrandecke, die rund ein Drittel weniger Material benötigt und eine energieeffiziente Gebäudehülle, die für den optimalen Komfort sorgt: Im NEST wird eine neue Unit geplant. STEP2 – so ihr Name – vereint Innovationen in den Bereichen Kreislaufwirtschaft, industrielle und digitale Fabrikation sowie Gebäudehülle und Energiesysteme. Die zweistöckige Unit wird auf der obersten NEST-Plattform gebaut und soll im Sommer 2022 fertig sein. (Illustration: ROK Architekten)
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Preisgekrönter Kleber für Wunden
Der erste Preis des «Empa Innovation Award» 2020 ging an eine neuartige Gewebekleber-Technologie, die eine schnellere und sicherere Wundheilung verspricht. Entwickelt wurde sie von Forschenden des «Particles-Biology Interactions» Labors der Empa zusammen mit dem Nanoparticle Systems Engineering Lab der ETH Zürich. Anders als bisherige Wundkleber, die hauptsächlich aus dem körpereigenen Protein Fibrin bestehen, basiert die Technologie auf einer Kombination aus anorganischen Nanopartikeln. Die adhäsiven Partikel binden sich besonders gut an Knochen oder Weichgewebe. Die beschleunigte Blutgerinnung verbessert die Behandlung von äusseren und inneren Wunden. Sebastian Loy und Tino Matter (rechts) entwickelten den neuen Gewebekleber und gründeten die Startupfirma Anavo. (Bild: Anavo)
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Auf Biegen und Brechen
Bereits seit 1970 läuft an der Empa ein weltweit einzigartiger Versuch, bei dem das Langzeitverhalten von verklebten Stahlbewehrungen an einem Betonträger untersucht wird. Untersuchungen wie diese haben dazu beigetragen, dass die Klebebewehrung als Verstärkungsmethode heute Stand der Technik ist und die Ingenieure Vertrauen in diese Bauweise haben. Der mit einer Stahllamelle verstärkte Betonträger trägt eine Last von etwas mehr als sechs Tonnen. (Bild: Empa)
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Wissen im Bild

Schillernder Schutz

Was hier so aussieht wie eine Schlangenhaut ist die Oberfläche eines Musikinstruments: Empa-Forschende konnten gemeinsam mit Experten des PSI einen Blick in die Tiefen von lackiertem Geigenholz werfen. Sie benutzten neueste Bildgebungsverfahren wie die in-situ-Neutronentomografie. Die Lackierung beeinflusst Vibration, Stabilität und Feuchtigkeitsgehalt des Holzes. Je nach Art des Firnisses dringt dieser unterschiedlich tief in die Holzstruktur ein. Auf diesem Bild ist in orange ein Schellack-Alkohollack zu sehen. (Bild: Sarah Lämmlein / Scientific Reports)
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Biotechnologie

Das schwarze Gold der Pilze

Empa-Forschenden ist es gelungen, das Pigment Melanin in grossen Mengen aus Pilzen zu gewinnen. Der gigantische Hallimasch-Pilz im Dienste der Wissenschaft gehört zu den grössten Lebewesen der Welt. Die Anwendungen des «schwarzen Goldes» reichen von Holzschutzmitteln bis zum Bau von Musikinstrumenten und Wasserfiltern. (Bild: Empa).
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Editorial

Vom Wert des Widerspruchs

Wohin man auch blickt, drängt sich eine Vermutung auf: Wir haben verlernt, mit Widerspruch umzugehen. Statt uns mit Gegenargumenten sachlich auseinanderzusetzen, spielen wir in kontroversen Diskussionen schnell auf den Mann. Das kommt selten gut, wie uns etwa ein schäumender Wikinger-Schamane im US-Capitol zeigt …

Ein Blick auf die Wissenschaft könnte hier hilfreich sein. Wissenschaft lebt vom Widerspruch. Der Philosoph Karl Popper hat in ihm gar den Königsweg zum Erkenntnisgewinn gesehen. Alles kann gedacht, gesagt und behauptet werden. Doch jede Idee muss sich, sobald sie in die Welt gesetzt wurde, einer kritischen Prüfung stellen. Lässt sie sich widerlegen, wird sie über Bord geworfen und eine neue These entwickelt.

Daher überrascht es kaum, wenn in einem frühen Stadium – bei noch unsicherem Kenntnisstand – verschiedene WissenschaftlerInnen unterschiedliche Ideen favorisieren. Im Gegenteil: Das ist genau der Sinn der Sache – der Wettstreit möglichst vieler Ideen, auf dass sich diejenige durchsetzt, die sämtliche Falsifikationen besteht. Nur so entsteht Fortschritt, nur so gelangen wir zu neuem Wissen. In der Öffentlichkeit wird das oft als «Kakophonie» und Uneinigkeit innerhalb der Forschergemeinschaft wahrgenommen. Dabei schauen wir den Fachleuten lediglich bei der Arbeit zu und beobachten, wie sie eigene und fremde Ideen auf Unstimmigkeiten abklopfen.

Daran könnten wir uns in der gesellschaftlichen Auseinandersetzung ein Beispiel nehmen. Das setzt indes voraus, dass wir bereit sind, auch unsere eigenen Überzeugungen zu hinterfragen, nicht nur die des Gegenübers.

Michael Hagmann, Leiter Kommunikation

Nachhaltigkeit

Öko-Energie ohne Grenzen?

Auch eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft läuft nicht ohne Energie. Solaranlagen und Windfarmen, Gezeiten- und Erdwärmekraftwerke: Sie alle zweigen Energie aus Energieströmen ab, die zuvor seit Urzeiten unangetastet geblieben waren. Die Frage lautet daher: Welchen Anteil dieser Energieströme darf die Menschheit für ihre Zwecke nutzen, ohne dass das Energiesystem der Erde dabei Schaden nimmt? Empa-Forscher haben einen Ansatz entwickelt, um dies abschätzen zu können. (Bild: NASA).
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Materialforschung

Strom aus dem Parkett

Forscher der Empa und der ETH Zürich haben Holz biegsam gemacht und in einen Mikro-Generator verwandelt. Wenn es belastet wird, entsteht elektrische Spannung. So kann das Holz als Bio-Sensor dienen – oder nutzbare Energie erzeugen. (Bild: istock).
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Autonomes Fahren

Sehtest für autonome Autos

Autos, die autonom von A nach B navigieren, sollen in einigen Jahren Alltag sein. Doch der Weg zu einer Strassenzulassung ist noch weit. Ein wichtiger Aspekt: Wie lässt sich erkennen, ob ein selbstfahrendes Auto mit zunehmendem Alter «blind» geworden ist, die Sensoren also ausgetauscht werden müssten? Eine Empa-Forscherin sucht mit ihrem Team nach einer Lösung. (Bild: Empa).
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Hochleistungskeramik

Geballte Ladung gegen Wasserkeime

Krankheitserreger aus dem Trinkwasser zu entfernen, ist dann besonders schwierig, wenn die Keime zu winzig sind, um von herkömmlichen Filtern abgefangen zu werden. Forscherteams der Empa und der Eawag entwickeln neue Materialien und Prozesse, mit denen sich Wasser von hartnäckigen Kleinsterregern wie Viren befreien lässt. (Bild: Sena Yüzbasi / Empa).
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Elektroantrieb

Hamsternde Häuschen

Das Energiemanagement in einem Haus mit Solaranlage wird immer komplexer: Wann stelle ich die Heizung an, damit es abends angenehm warm ist? Wieviel Strom darf der Heisswasserspeicher aufnehmen? Reicht die Energie dann noch fürs Elektroauto? Künstliche Intelligenz kann da helfen: Forschende der Empa haben eine KI-Steuerung entwickelt, die all diese Aufgaben selbständig erlernen kann – und dabei mehr als 25 Prozent Energie einspart. (Bild: istock).
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Tiefbau

Neue Masche im Strassenbau

 Empa-Wissenschaftler untersuchen, wie mit einfachen Mitteln Strassenbelag verstärkt und nach Gebrauch auf einfache Art rezykliert werden könnte. Ihre Hilfsmittel sind dabei ein Roboter und einige Laufmeter Bindfaden. (Bild: Gramazio Kohler Research / ETH Zürich / Martin Rusenov).
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Unterwegs

Begehrter Preis für Forscherin
Der Europäische Forschungsrat (ERC) hat einen der begehrten «ERC Consolidator Grants» an die Empa-Forscherin Dorina Opris vergeben. Dank dem mit rund 2 Millionen Euro dotierten Preis kann die Forscherin über die nächsten fünf Jahre ihre Forschungsgruppe im Bereich neuartiger Polymere zur Energieumwandlung weiter ausbauen. Diese innovativen Polymermaterialien können beispielsweise als Reaktion auf ein elektrisches Feld ihre Form verändern – und dadurch als «künstliche Muskeln» fungieren, sie könnten Strom erzeugen, wenn man sie dehnt, kühlen, wofür sie nur äusserst wenig Energie benötigen oder Wärme direkt in Elektrizität umwandeln. Mehr: www.empa.ch/web/s604/erc-grant-opris
 

Wie wirkt sich 5G aufs Klima aus?
Forschende der Empa und der Universität Zürich haben im Auftrag des Wirtschaftsverbands swisscleantech und der Swisscom untersucht, welche Auswirkungen der 5G-Mobilfunkstandard auf Treibhausgasemissionen haben wird. Die Studie zeigt, dass der Ausbau des 5G-Netzes Umweltbelastungen deutlich reduzieren kann. Ein Grund dafür ist die grössere Energieeffizienz. Das 5G-Netz im Jahr 2030 soll pro Dateneinheit rund 85% weniger Emissionen als das heutige Mobilfunknetz verursachen. Hinzu kommen Einsparungen aufgrund intelligenter Stromnetze oder gezielterer Nutzung von Dünger und Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft. Auch der Pendlerverkehr und die Zahl der Geschäftsreisen werde abnehmen, da sich im 5G-Netz effizienter virtuell zusammenarbeiten lasse, sagt Empa-Forscher Roland Hischier von der Abteilung «Technologie & Gesellschaft». Mehr: www.empa.ch/web/s604/5g-netz
 

Glückwunsch! Empa-Pionier wird 100
Alfred Rösli feierte am 7. Dezember seinen 100. Geburtstag. Der Bauingenieur kam gleich nach seinem ETH-Studium an die Empa und blieb, abgesehen von einem Forschungsaufenthalt in den USA, bis zum Ende seiner Karriere am Forschungsinstitut. Hier setzte er seine innovativen Ideen im Bereich der Bauwerksdynamik um, für die er weltweit Anerkennung erhielt. Die Grossversuche für komplexe Bauwerke, die bis heute immer wieder an der Empa stattfinden, sind Röslis Erbe.

Entwicklungsländer

Lokale Stromnetze nach Mass

Die Empa-Forscherin Cristina Dominguez entwickelt ein Computermodell, mit dem sich Stromnetze in Entwicklungsländern planen lassen. Für die Datenerhebung reiste sie nach Kenia, um sich ein Bild davon zu machen, wie Menschen ohne Stromanschluss leben und welche Entwicklungen der Zugang zu elektrischer Energie anstossen kann. (Bild: Empa / ETH).
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Methanisierung

Mit Solar-Treibstoff zum Klimaziel

Nachhaltig produziert, tragen synthetische Treibstoffe dazu bei, die Mobilität auf erneuerbare Energie umzustellen und die Klimaziele im Strassenverkehr zu erreichen. Im Mobilitätsdemonstrator «move» untersuchen Empa-Forschende die Herstellung von synthetischem Methan aus energetischer, technischer und wirtschaftlicher Perspektive – ein Projekt mit globalem Potenzial. (Bild: Lidl Schweiz).
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