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Folgender Kurs – zu finden auf der MOOC-Plattform edX – sollte einen Blick wert sein:
Animation and CGI Motion
Eitan Grinspun (Columbia University)
Start: 10.04.2017 / Arbeitsaufwand: 96-120 Stunden
Externer Link: www.edx.org
Performance:
Der TecDAX der Deutschen Börse AG legte im März 2017 um circa 7% zu.
Trend:
Auf Monatsbasis bedeutet der März 2017 das vierte Plus in Folge.
Medienmitteilung der Universität Basel vom 22.03.2017
Oberflächen, die mit chemischen Verbindungen aus Seltenen Erden beschichtet werden, entwickeln erst durch den Kontakt mit Luft wasserabweisende Eigenschaften. Dabei kommt es bereits bei Raumtemperatur zu chemischen Reaktionen mit Kohlenwasserstoffen, die sich in der Umgebungsluft befinden. Dass diese Reaktionen für den hydrophoben Effekt verantwortlich sind, berichten Forscher der Universität Basel, des Swiss Nanoscience Institute und des Paul Scherrer Instituts im Wissenschaftsjournal «Scientific Reports».
Seltene Erden sind Metalle, die erstmals in seltenen Mineralien gefunden wurden. Sie werden heute unter anderem in Autokatalysatoren und Batterien eingesetzt, zur Produktion von Bildschirmen oder Leuchtmitteln benötigt oder als Kontrastmittel in der Magnetresonanztomografie verwendet. Durch ihre vielseitigen Einsatzmöglichkeiten sind Seltene Erden begehrt, und ihr Bedarf steigt ständig.
Zusätzliche Anwendungen für Seltene Erden eröffneten sich, als 2013 amerikanische Forscher berichteten, dass Oberflächen, die mit den Oxiden seltener Erden beschichtet werden, von sich aus wasserabweisende Eigenschaften besitzen.
Wissenschaftler der Universität Basel, des Swiss Nanoscience Institute und des Paul Scherrer Instituts haben die hydrophoben Eigenschaften nun zusammen mit der Firma Glas Trösch im Experiment detailliert untersucht.
Hydrophob erst nach chemischer Reaktion
Dazu beschichteten sie Glasplatten mit Oxiden, Nitriden und Fluoriden von Seltenen Erden und analysierten, wie gut sie sich mit Wasser benetzen lassen.
Bei frisch hergestellten Beschichtungen konnten die Forscher zunächst keine hydrophoben Eigenschaften feststellen. Erst chemische Reaktionen mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die sich in der Umgebungsluft befinden, verleihen den Oberflächen eine erhöhte Rauheit und verringern die Benetzbarkeit mit Wasser.
Die gasförmigen organischen Verbindungen aus der Umgebungsluft werden zunächst an der Oberfläche adsorbiert und reagieren dann mit den Oxiden zu Karbonaten und Hydroxiden bis die Oberfläche komplett mit diesen Verbindungen bedeckt ist. Dieser Prozess findet bereits bei Raumtemperatur statt.
«Wir waren überrascht, dass erst das Altern der Oberfläche den wasserabweisenden Effekt hervorruft», kommentiert Prof. Ernst Meyer vom Departement Physik der Universität Basel die Ergebnisse des Projekts, das von der Kommission für Technologie und Innovation (KTI) unterstützt wurde. Aus wissenschaftlicher Sicht ist das sehr aufschlussreich, da auch katalytische Prozesse oft bei Raumtemperatur ablaufen und es daher wichtig ist, die physikalischen Eigenschaften der Oberfläche zu verstehen.
Für eine industrielle Produktion wasserabweisender Glasoberflächen eignen sich die untersuchten Materialien allerdings offensichtlich nicht, da erst eine aufwendige Lagerung der Gläser erforderlich wäre, bevor sie die gewünschten wasserabweisenden Charakteristika ausweisen.
Originalbeitrag:
Elçin Külah, Laurent Marot, Roland Steiner, Andriy Romanyuk, Thomas A. Jung, Aneliia Wäckerlin, & Ernst Meyer
Surface chemistry of rare-earth oxide surfaces at ambient conditions: reactions with water and hydrocarbons
Scientific Reports (2017), doi: 10.1038/srep43369
Externer Link: www.unibas.ch
Pressemeldung der TU Graz vom 22.03.2017
Ein Forscherteam der Karl-Franzens-Universität Graz und der TU Graz hat einen Wirkstoff entwickelt, der Fettleibigkeit reduziert und Typ-II-Diabetes sowie nicht-alkoholische Fettleber verhindern kann.
Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind rund 1,9 Milliarden Menschen weltweit übergewichtig. 75 Prozent von ihnen leiden unter einer nicht-alkoholischen Fettleber, 400 Millionen haben Typ-II-Diabetes. Neben den psychosozialen Auswirkungen von Fettleibigkeit führen vor allem deren Folgeerkrankungen zu einer starken Einschränkung der Lebensqualität und -dauer. Wissenschafterinnen und Wissenschafter der Karl-Franzens-Universität Graz und der TU Graz haben nun einen Wirkstoff entwickelt, der Fettleibigkeit reduziert und Typ-II-Diabetes sowie nicht-alkoholische Fettleber verhindern kann. Die Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppen von Rudolf Zechner, Robert Zimmermann, beide Uni Graz, und Rolf Breinbauer von der TU Graz wurden im renommierten Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht.
Insulinresistenz als Vorstufe zu Typ-II-Diabetes
Einer der Hauptgründe für die Entstehung von stoffwechselbedingten Erkrankungen, die mit Adipositas in Verbindung gebracht werden, ist ein erhöhter Fettsäurespiegel im Blut. Diese Lipide werden durch die Aktivität eines Enzyms namens Adipose Triglyceride Lipase, kurz ATGL, aus dem gespeicherten Fett des Fettgewebes freigesetzt. „Bei Übergewicht verhindern übermäßig ins Blut freigesetzte Fettsäuren die Aufnahme von Glucose in den Muskel und ins Fettgewebe. Es entsteht eine sogenannte Insulinresistenz, einer Vorstufe von Typ-II-Diabetes“, erklärt Martina Schweiger, Erst- und korrespondierende Autorin der Publikation. Außerdem kommt es zum erhöhten Einstrom von Fettsäuren in Gewebe, dessen primäre Funktion nicht die Speicherung von Lipiden darstellt – etwa in die Leber. Durch die Anhäufung von Triglyzeriden in diesem Organ wird seine Funktion gestört, die Konsequenz ist eine nicht-alkoholische Fettleber.
Kein ATGL, keine Insulinresistenz
„Da die ATGL die Menge an freigesetzten Fettsäuren ins Blut bestimmt, haben wir uns vorgenommen, dieses Enzym zu inhibieren, um die metabolischen Folgen von Übergewicht zu behandeln“, so Schweiger. Bereits 2013 gelang es den Arbeitsgruppen von Zimmermann und Breinbauer, ein Molekül mit dem Namen Atglistatin zu synthetisieren, das die Aktivität der ATGL unterbindet. In ihrer neuen Studie charakterisiert die Forschergruppe jetzt die Wirkung dieses Hemmstoffes Atglistatin im Tiermodell. „Durch das Ausschalten der ATGL konnten wir die Insulinresistenz und die Entstehung der nicht-alkoholischen Fettleber vollständig verhindern. Außerdem kam es zu einer Gewichtsreduktion trotz fettreicher Nahrung“, schildert Schweiger.
Entscheidend war die Erkenntnis, dass ATGL nicht komplett unterbunden werden darf. „Hemmt man ATGL vollständig, führt das zwar ebenso zu einer Verbesserung der Adipositas und der Insulinresistenz, jedoch kommt es zu einer Verfettung des Herzens, die tödlich enden kann“, unterstreicht die Forscherin. Eine vorübergehende Hemmung hat jedoch keinerlei schädliche Nebenwirkungen. „Durch Aufnahme des Wirkstoffes Atglistatin ist das Enzym für sechs Stunden abgestellt. Nach dieser Zeit baut der Körper den Hemmstoff auf natürlichem Weg ab. Danach nimmt ATGL seine Arbeit wieder auf“, erklärt Schweiger.
Die Publikation ist ein weiteres Beispiel für die erfolgreiche Kooperation der Karl-Franzens-Universität Graz und der TU Graz in den Naturwissenschaften, NAWI Graz. (Gerhild Kastrun)
Originalpubliktion:
Nature Communictions.
M. Schweiger, M. Romauch, R. Schreiber, G. Grabner, S.Hütter, P. Kotzbeck, P. Benedikt, T. Eichmann, S. Yamada, O. Knittelfelder, C. Diwoky, C. Doler, N. Mayer, W. De Cecco, R. Breinbauer, R. Zimmermann, & R. Zechner: Pharmacological Inhibition of Adipose Triglyceride Lipase Corrects High-Fat Diet-induced Insulin Resistance and Hepatosteatosis in Mice.
DOI: 10.1038/NCOMMS14859
Externer Link: www.tugraz.at
Presseinformation (Forschung Kompakt) der Fraunhofer-Gesellschaft vom 01.03.2017
Waschräume gehören zu den wartungsintensivsten Räumen in Unternehmen. Eine neue Fraunhofer-Technik sorgt nun dafür, dass der Füllstand von Seifenspendern, Handtuchrollen oder Toilettenpapierhaltern vollautomatisch überwacht und an das Reinigungspersonal gemeldet wird. Im Zentrum des »CWS Washroom Information Service« stehen dabei Sensoren und eine raffinierte Funktechnik.
»In Waschraum 17 im dritten Stock gehen die Handtücher zur Neige, in Waschraum 21 im vierten Stock ist die Seife aufgebraucht und in 26 wird Toilettenpapier knapp.« Mit solchen Informationen schon vorab ausgestattet können Mitarbeiter des Reinigungspersonals in Zukunft ihre Rundgänge besser planen und deutlich effizienter arbeiten. Denn Waschräume gehören zu den wartungsintensivsten Räumen in Gebäuden. Neben der Reinigung müssen Seife, Handtücher und Toilettenpapier regelmäßig nachgefüllt werden. Genau dafür hat das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS eine Lösung entwickelt. Gemeinsam mit dem Fullservice-Anbieter CWS-boco International GmbH entstand das System »CWS Washroom Information Service«, das den Wartungsaufwand deutlich reduziert. Federführend ist Prof. Dr. Thomas Wieland, Leiter des Fraunhofer-Anwendungszentrums für Drahtlose Sensorik in Coburg. Neben der Sensortechnik steuern die Fraunhofer-Wissenschaftler auch ein Funksystem zur Weitergabe der Daten bei. CWS-boco ist für das Design der jeweiligen Behälter- und Spendersysteme verantwortlich.
Am Anfang des »CWS Washroom Information Service« (WIS) stehen die Sensoren. Sie sind batteriebetrieben und überwachen jeweils den Füllstand von Seifenspendern, Handtuchrollen und Toilettenpapier. Dabei kommen unterschiedliche Messmethoden zum Einsatz. Beim Seifenspender etwa registriert ein optischer Sensor den Füllstand. Zusätzlich holt sich das Sensormodul die Daten des internen Zählers im Seifenspender, der jede abgegebene Portion registriert. Optische Systeme finden auch beim Toilettenpapier Verwendung, während beim Handtuchspender wieder die Portionszählung greift.
Funknetz konfiguriert sich selbst
Die auf diese Weise erhobenen Daten gehen dann über ein ausgeklügeltes Funksystem auf die Reise. Zunächst wandern sie über das stromsparende Bluetooth 4.0 LE (Low Energy) zur nächstgelegenen »Washroom Control Unit« (WCU). Diese agiert als Sammelstelle und Kommunikationsknoten. WCUs sind im ganzen Gebäude verteilt und untereinander vernetzt. Hier kommt die vom Fraunhofer IIS entwickelte Funktechnik s-net® zum Einsatz. Der Clou dabei: Das Funknetz konfiguriert sich selbst. Jede angeschlossene WCU entscheidet selbst, an welches Gerät sie die Daten weiterschickt. »Sollte ein Modul defekt sein oder aus anderen Gründen nicht angefunkt werden können, schickt die WCU ihre Daten an ein anderes Modul«, erklärt Fraunhofer-Experte Wieland. Störungen in der Funkstrecke oder ein Geräteausfall werden im Funknetz automatisch kompensiert. Wenn alle Daten gesammelt sind, sendet die letzte WCU in der Übertragungskette das gesamte Datenpaket ebenfalls via s-net® an ein Gateway, das meist an der Außenseite des Gebäudes angebracht ist.
Von da werden die Infos über Mobilfunk an den Server von CWS-boco International GmbH weitergeleitet. Eine visuelle Bedienoberfläche zeigt sie individuell für jeden Waschraum-Betreiber an. Der zuständige Schichtleiter kann die Waschraum-Infos als Schichtplan ausdrucken oder an die Tablet-PCs der Mitarbeiter schicken. Eine andere Möglichkeit wäre, dass ein Display im Eingangsbereich des Waschraums darstellt, was jeweils zu tun ist.
Feldtest startet 2017
Die Entwicklung des »CWS Washroom Information Service« ist inzwischen weitgehend abgeschlossen, bereits im ersten Quartal 2017 startet ein stufenweiser Feldtest mit einem Pilotkunden. CWS-boco vermarktet das System. Ein großer Vorteil der Lösung ist ihre Flexibilität. »Wir können neue Geräte mit jeweils eigenen Sensorsystemen integrieren. Vom Seifenspender über den Toilettenpapierspender bis zum Abfallbehälter lässt sich grundsätzlich jedes Produkt mit Sensoren ausstatten und ins System einbinden«, sagt Jens Einsiedler, Head of Business Digitalisation bei CWS-boco International GmbH.
Doch die Fraunhofer-Forscher denken nicht nur an Waschraum-Services. Das Sensorik-gestützte s-net® macht viele Anwendungen denkbar. »Das System ist ideal für alle Bereiche, in denen Sensorik-Daten gesammelt und weitergeleitet werden sollen«, erklärt Wieland. Denn das energieoptimierte s-net® ist wegen der Fähigkeit, sich selbst zu organisieren, nicht nur besonders zuverlässig. Die Sendefrequenz von 868 MHz besitzt gerade in verwinkelten Gebäuden gute Ausbreitungseigenschaften, da sie eine bessere Durchdringung von Wänden gewährleistet.
Die drahtlosen Sensorik-Netze mit dieser und anderen Funktechniken eignen sich beispielsweise in der Landwirtschaft zum Überwachen von Anbauflächen. In Städten könnten Sensorik-Netze die Wasserqualität von Flüssen prüfen. Bei Brücken und anderen Bauwerken kontrollieren Sensoren die Stabilität. Sogar im Bereich Gesundheit eröffnet die Technik neue Möglichkeiten. So ließen sich die Sensoren in Textilien integrieren und dann die Bewegungsabläufe des Patienten in einer Physiotherapie kontrollieren.
Weitere Anwendungen sind im Bereich Industrie 4.0 eine Option. Drahtlose Sensorik ist bestens geeignet, um Produktionsanlagen zu überwachen und den Status von Maschinen oder Werkstücken zu prüfen. Auf dieser Basis liefert das System alle für die Steuerung nötigen Daten. Daneben arbeiten Thomas Wieland und sein Team derzeit noch an einem bodenständigen, aber nicht weniger nützlichen Projekt: eine Füllstandsmessung der Müllbehälter in der Fußgängerzone von Reutlingen.
Externer Link: www.fraunhofer.de