Aktuelles aus den Mitgliedsinstituten

Die Ergebnisse der numerischen Simulation von Elastomerkomponenten weichen oft deutlich vom realen Verhalten der Bauteile ab. Ein möglicher Grund ist, dass nur Daten aus unidirektionalen Zugversuchen berücksichtigt werden. Forschende im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben bekannte Prüfvorschriften für den biaxialen Zugversuch verbessert. Die implementierte optische 3D-Vermessung des Probekörpers unter der Belastung ermöglicht die präzise Erfassung der Materialeigenschaften. Die Daten aus dem neuen Verfahren verbessern die Materialmodellierung und bilden damit die Grundlage für die erhöhte Konstruktionsqualität von Elastomerbauteilen.

Industrielle Abwässer enthalten schwach konzentrierte kritische Metalle. Um diese zurückzugewinnen, haben zehn europäische Partner im Projekt BIOMIMIC zwei Prozesse weiterentwickelt. Zum Projektteam gehörten auch zwei deutsche Partner: Das Fraunhofer ISI hat die Verfahren im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Ökologie sowie auf ihren Beitrag zur Versorgungssicherheit untersucht, G.E.O.S. hat ein biotechnologisches Verfahren entwickelt, das Metalle und Sulfat aus Grubenwässern beseitigen kann.

Neben der klassischen Anwendung von Solarzellen auf Dächern und Freiflächen, können solche Bauelemente auch für eine effiziente Energieübertragung mit Laserlicht genutzt werden. Auf der 48. IEEE Photovoltaic Specialists Conference demonstrierten Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, wie sie mit einer Laserleistungszelle unter monochromatischem Licht einen photovoltaischen Rekordwirkungsgrad von 68,9% erzielen. Hierfür nutzte das Forscherteam eine sehr dünne Solarzelle aus Galliumarsenid, die sie mit einem hochreflektierenden, leitfähigen Rückseitenspiegel versahen.

Um seiner Kundschaft höchste Audioqualität zu bieten, entschied sich der High-End-Hersteller Bang&Olufsen in seinen kabellosen Streaming-Geräten für den Einsatz des neuen, auf offenen Standards basierenden LC3plus Codec des Fraunhofer IIS. LC3plus ist derzeit die modernste Lösung auf dem Markt, die hochauflösendes Audio mit geringer Verzögerung kombiniert.

Im Dezember 2017 wurde die Purenum GmbH aus dem Fraunhofer IFAM heraus gegründet. Ihre Aufgabe ist es, biomimetische Klebstoffe für den Einsatz in der Medizintechnik zu entwickeln. Dem Spin-off-Unternehmen, mit Sitz in Bremen, ist es nun gelungen, ein biokompatibles Hydrogel zur Entfernung von Nierensteinresten für die endoskopische Therapie zu zertifizieren. Mit diesem Meilenstein wird der Weg für die klinische Anwendung am Patienten möglich.

Die Corona-Pandemie hat das weltweite Interesse an schnellen und dennoch zuverlässigen Virentests stark wachsen lassen. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS hat nun innovative »μPCR«-Labormodule entwickelt, um die »Polymerase-Kettenreaktion« (Polymerase Chain Reaction, kurz: PCR) für derartige Tests deutlich zu beschleunigen. Dabei werden schnelle Temperaturwechsel für die Proben benötigt, die durch eine Kombination aus Keramik-3D-Druck und aufgebrachter Elektronik möglich werden.

Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden hat eine neue Anlage zum sogenannten Lithography-based Metal Manufacturing, kurz LMM, in Betrieb genommen und erweitert damit seine umfangreiche Expertise im Bereich der additiven Fertigung um einen innovativen Ansatz.

Wirksame Arzneimittel zur Behandlung von Erkrankungen des Zentralnervensystems wie Multiple Sklerose gibt es durchaus. Doch die Blut-Hirn-Schranke, die das Gehirn als Schaltzentrale des Körpers schützt, lässt vor allem therapeutische Biomoleküle nur schwer passieren. Deshalb haben Forschende eines internationalen Konsortiums unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB im EU-Projekt »N2B-patch« in den letzten viereinhalb Jahren ein neuartiges System entwickelt, mit dessen Hilfe diese Barriere umgangen werden kann. Auf einem virtuellen internationalen Abschlusssymposium am 17. Juni 2021 werden die neuen Ansätze vorgestellt.

Das kürzlich gestartete Verbundprojekt HiQ-CARB zielt darauf ab, neue Kohlenstoffe mit einer überlegenen Leistung und einem geringen CO2-Fußabdruck für zukünftige grüne Batterien in Europa bereitzustellen. HiQ-CARB erhält EU-Fördermittel von EIT RawMaterials, um dieses essentielle neue Batteriematerial zu skalieren und zu validieren. Lithium-Ionen-Batterien benötigen neben dem Lithium eine Reihe von speziellen Funktionsmaterialien für ihre Leistungsfähigkeit. Einige davon klingen unspektakulär: leitfähige Additive. Tatsächlich sind leitfähige Zusätze wie Leitruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren aber ein entscheidender Baustein für die Leistungsfähigkeit und Umweltverträglichkeit von Lithium-Ionen-Batterien.

Kunststoffe werden in der Regel bei deutlich über einhundert Grad Celsius verarbeitet, Enzyme dagegen halten diesen hohen Temperaturen üblicherweise nicht stand. Forschenden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP ist es gelungen, diese Gegensätze zusammenzubringen: Sie können Enzyme in Kunststoffe einbauen, ohne dass die Enzyme dabei ihre Aktivität verlieren. Die Potenziale, die sich dadurch ergeben, sind groß.