Spektrum

Der Wind, der Wind, das himmlische Kind
Ein-Klick ins Gesundheitswesen
Altes Glas - Neuer Werkstoff
Forschung, die unter die Haut geht
Plasma im Beutel
Roboter als mobile Infosäulen

Der Wind, der Wind, das himmlische Kind
Experten erwarten, dass sich die Zahl der Windturbinen in Deutschland bis Ende des Jahres von 6 400 auf 7 200 erhöhen wird. »Die Planung von Windkraftanlagen setzt genaue Kenntnisse der Windverhältnisse am Standort der Anlage voraus. Es ist wichtig zu wissen, wie stark der Wind in welcher Höhe weht«, erläutert Prof. Dr. Klaus Schäfer vom Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung IFU  in Garmisch-Partenkirchen. Um geeignete Standorte zu finden, setzt das IFU Fernerkundungsmessung und Computersimulation ein. Die Messergebnisse verknüpfen die Forscher mit Computersimulationen und leiten daraus Windfelder ab. »Dieses Vorgehen ermöglicht die gleichzeitige Beurteilung größerer Flächen bei der Standortsuche sowie die Bewertung von Alternativstandorten ohne Messaufwand«, erklärt Prof. Dr. Schäfer. »Zudem kann mit der nummerischen Modellierung auch festgestellt werden, wie Klimaänderungen die regionalen Windverhältnisse beeinflussen. Das sind wichtige Informationen, um Aussagen über die Nutzungsdauer von Windkraftanlagen zu treffen.« 

Ein-Klick ins Gesundheitswesen
DeutschlandMed - ein gemeinsames Projekt von Ärzten, Krankenhäusern, medizinischen Gesellschaften, Patientenorganisationen und Kommunikationsspezialisten - geht Mitte Oktober online. Dort werden Informationen über das Gesundheitswesen öffentlich zugänglich gemacht. Ein Teil davon ist das Qualitätsmanagementsystem WFQM, entwickelt vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA zusammen mit der euromed akademie. WFQM ist eine ständig wachsende Datenbank, die den Unternehmen hilft, ein umfassendes Qualitätsmanagement einzuführen. Wenn Patient und Arzt zustimmen, werden die Patientendaten in einer Datenbank gespeichert. Autorisierte Personen können jederzeit auf diese Informationen zugreifen. Dadurch lassen sich kostspielige Doppeluntersuchungen vermeiden, Diagnosen schneller erstellen. DeutschlandMed ist ein interaktives Kommunikationsmedium: Ärzte können Erfahrungen austauschen, mit den Krankenkassen abrechnen, Betroffene Kontakt zu Selbsthilfegruppen aufnehmen.

Altes Glas - Neuer Werkstoff
Dämmmaterialien zum Schall-, Wärme- oder Brandschutz spielen eine wichtige Rolle im modernen Bauen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Stuttgart entwickelten den faserfreien Werkstoff REAPOR, der hochstabil und dennoch leicht ist. Er dämmt Wärme und Kälte, absorbiert Schall und ist sehr umweltfreundlich. Der Grundstoff für REAPOR ist das Blähglasgranulat Liaver, ein kugelförmiger Leichtbaustoff, der aus Altglas hergestellt wird. Bei der Produktion von REAPOR wird das granulierte Blähglas erhitzt und Hilfsmittel hinzugegeben. So entstehen an den Berührungspunkten, durch eine begrenzte Glasschmelze, stabile Verbindungen.
Am IBP in Stuttgart besteht bereits eine Pilotanlage. Dort werden REAPOR-Platten für ein mobiles Trennwandsystem der Firma Preform Raumgliederungs-GmbH produziert. Diese Vorserie wird unter anderem in Großraumbüros eingesetzt. Schon nächstes Jahr läuft beim Umsetzungspartner Lias-Franken Leichtbaustoffe GmbH & Co. KG in Ilmenau die Großfertigung an. 

Mit dem Testsystem
AST-2000 können
Substanzen auf
Hautverträglichkeit
und Wirkung untersucht
werden.
Foto © Fraunhofer IGB

Forschung, die unter die Haut geht
Bevor Kosmetika und pharmazeutische Wirkstoffe auf den Markt kommen, müssen sie auf ihre Hautverträglichkeit und Wirkung untersucht werden. Als Alternative und Ergänzung zu den oft unvermeidlichen Tierversuchen werden bislang Tests an Zellkulturen oder tierischem Biopsiematerial gemacht. Nachteil dieser Verfahren: Ihre Aussagekraft ist oft ungenau.»Eine bessere Ergänzung zu Tierversuchen sind organotypische Kulturen - eine Art künstliche Haut - etwa dreidimensionale humane Hautmodelle«, erläutert Dr. Thomas Graeve. Dem Forscher vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik IGB  ist es gelungen, aus menschlichem Biopsiematerial ein solches dreidimensionales Vollhautmodell zu entwickeln. Das Haut-Testsystem AST-2000 kommt in seiner Struktur und Funktion der lebenden Haut sehr nahe. 
Mit dem AST-2000 sind immunologische, histologische, pharmakologische und molekularbiologische Untersuchungen möglich. Die Forscher wollen das Testsystem künftig noch erweitern. 

Metallteil zur
Plasmafeinreinigung
in einer Verpackung.

Plasma im Beutel
Aktivierte Kunststoff- oder saubere Metalloberflächen lassen sich besser lackieren, verkleben oder mit Flüssigkeiten benetzen. Ein erprobtes und effizientes Verfahren dafür ist, sie mit einem Niederdruckplasma zu behandeln. Dabei werden die Werkstücke unter verringertem Druck einer elektrischen Entladung ausgesetzt. Die dadurch hervorgerufenen Eigenschaften sind jedoch sehr sensibel: Das Berühren mit der Hand oder Öldämpfe in der Werkhalle führten bisher häufig dazu, dass die Oberfläche wieder verunreinigt wurde und den Effekt ganz oder teilweise zunichte machte. Dieses Problem entfällt bei dem Verfahren aus dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Teltow. »Zuerst verpacken wir das gewünschte Teil, beispielsweise eine Mikrotitterplatte, wie sie bei medizinischen Analysen verwendet wird, vakuumdicht in einer Polymerfolie«, erklärt Dr. Andreas Holländer vom IAP. »Danach wird sie in die Prozesskammer gelegt. Dort erzeugen wir einen Unterdruck. Der Trick ist nun, dass der Druck in der Kammer niedriger ist als der Druck in der Tüte. Dadurch bläht sich die flexible Polymerfolie wieder auf.« Nun kann das Plasma gezündet werden. Die Oberflächen werden gereinigt oder aktiviert. Wird der Druck wieder normalisiert, befindet sich in der Verpackung ein sauberes Werkstück oder eine keimfreie Platte, die direkt an die Labors oder Arztpraxen geliefert werden kann. Die Unversehrtheit der Oberflächen oder deren Sterilität ist auf diese Weise leicht zu überprüfen. Denn wenn die Vakuum-Verpackung defekt ist, liegt sie nicht mehr eng an und bläht sich auf. So verpackt lassen sich auch sensible Werkstücke problemlos transportieren und lagern.

Roboter als mobile Infosäulen
Auf der EXPO 2000 werden 72 mobile Objekte mit transparenten Glaskuppeln die Besucher der Ausstellung »Wissen, Information, Kommunikation« in Staunen versetzen. Die Roboter, perfekt geformte bionische Wesen, werden wie ein natürlicher Schwarm durch die Halle 4 gleiten und miteinander »kommunizieren«. Denn unter ihrer lichtdurchlässigen Schale befinden sich Projektionseinrichtungen, mit deren Hilfe Bilder von innen auf die Kuppeloberfläche geworfen und Geräusche erzeugt werden können.
Der »Bewegungsapparat« - ein herkömmlicher Rollstuhlmotor, Gummireifen, eine Bodenplatte und zwei LKW-Batterien - ist nicht sichtbar. »Gelenkt« werden die Roboter über ein neuartiges Leit- und Steuerungssystem, das vom Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML in Dortmund entwickelt wird. Durch spezielle Sensoren können die mobilen Objekte in der 4 000 Quadratmeter großen Halle ihre Position bestimmen und Menschen von anderen Objekten unterscheiden. »Je nach Situation weichen die mobilen Roboter aus oder bilden mit ihresgleichen unterschiedliche Formationen«, beschreibt Dipl.-Ing. Hubert Büchter vom IML das Szenario. Besucher können die Roboter einfach auf sich zurollen lassen und Zukunftsgeschichten zum Thema »Wissen, Information, Kommunikation« erfahren. In Bild und Ton.