EmpaNews – Das Forschungsmagazin der Empa

Solarmodule aus Silizium sind für viele Anwendungen zu starr in der Form – oft sind sie auch zu teuer. Die Lösung sind Solarzellen auf flexiblen Folien. Sie könnten Strom aus Sonnenlicht deutlich billiger erzeugen. An der Empa wird der Aufbau solcher kostengünstiger Zellen erforscht. Zwei Varianten stehen dabei im Vordergrund: anorganische Solarzellen, sogeannte CIGS-Zellen, welche bereits nah an der Serienreife sind – und organische Solarzellen auf Basis von Farbstoffen. So werden sogar transparente Solarzellen möglich.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Clever fahren mit Erdgas und Strom --- «Die Empa ist immer in Bewegung»: Die neue Departementsleiterin Brigitte Buchmann im Interview --- Aufgekocht und frischgemacht: Ein neuartiger Asphalt heilt seine Risse selbst.

Der Empa fällt für die Entwicklung innovativer medizintechnischer Produkte in der Schweiz eine wichtige Rolle zu. So forscht eine Abteilung in St.Gallen an neuartigen Implantatoberflächen, die das Einwachsen ins Körpergewebe fördern. Pflaster mit gezielt freisetzbaren Medikamenten sind ein weiteres Forschungsziel. In Dübendorf wird die Korrosion von Implantaten untersucht, die schwerwiegende und teure Folgen haben kann.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Präzision auf dem Weg zum Merkur: Speziell verlötete Teile aus den Empa-Labors fliegen ins All. --- Der Schwingungsdompteur: Wie ein Empa-Ingenieur Brückendecks und Tragseile ruhig stellt. --- Eine «grüne» Fabrik, die Geld verdient: Prozesse in Fabrikationshallen können ökologischer werden.

Seit 75 Jahren betreibt die Empa Holzforschung. Seit den Anfängen hat sich einiges getan: Holz ist nicht mehr nur ein interessantes Baumaterial – auch seine Mikrostruktur birgt vielerlei nutzbare Eigenschaften und Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung. Empa-Forscher und Forscherinnen suchen nach neuen Chancen für Produkte aus Schweizer Holz.

In dieser Ausgabe finden Sie eine Auswahl von spannenden Geschichten zu diesem Thema. Dabei geht es um Zerstörungsprüfungen an schweren Holzträgern, aber auch um mikrofeine Zellulosestrukturen mit sensationellen Eigenschaften, um enzymatische Veränderungen an Holzoberflächen – und um einen Professor, der chemische Methoden bei lebendigen Bäumen abschaut.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Die Gartenschlauch-Faser: Leichtes Sommersakko und Panzerweste in einem – geht das? --- Operation Saubermann: Wie Lasertechnik dabei hilft, Dieselabgase zu reinigen.

Experimente am Bau? NEST macht’s möglich! Das geplante Versuchsgebäude auf dem Empa-Gelände soll – im wörtlichen Sinn – als «Plattform» für neue Bau-Ideen und nachhaltige, energieeffiziente Lö-sungen dienen. Auf den offenen Stockwerken werden Forschungsmodule künftiger Wohn- und Büro-räume installiert. Die Versorgung erfolgt zentral von innen.

Ausserdem stellt diese Ausgabe des EmpaNews innovative Ideen und Erkenntnisse vor, ganz im Zeichen von „Intelligent bauen“: Schaltbares Fensterglas, das auf Knopfdruck dunkel, trüb oder UV-reflektierend wird, bietet im Hausbau etliche Vorteile. Mit Hilfe einer Datenbank und eines Thermodynamik-Programms lassen sich die Eigenschaften von Beton vorausberechnen und optimieren. Und Empa-Forscher erproben neuartige Dämmaterialien und Sanierungsmethoden, von denen nicht nur Hausbesitzer, sondern auch die Klimabilanz der Schweiz profitieren kann.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Meisterinstrumente aus dem Pilzlabor: Bio-Tuning verleiht neuen Geigen echten Stradivari-Klang --- Gold aus dem Dampfstrahler: Die Empa produziert Fäden für die Haute-Couture.

Sorgsamer Umgang mit Energie und Rohstoffen ist ein zentrales Forschungsthema an der Empa. Die Bandbreite der Themen reicht von der Begleitung afrikanischer Biofuel-Projekte bis zur visionären Idee, wie aus dem «wertlosen»Treibhausgas CO2 neuer, umweltfreundlicher Treibstoff für Motoren erzeugt werden kann.

In der aktuellen Ausgabe finden Sie eine Auswahl dieser Forschungsthemen rund um Ressourcen. Es geht dabei nicht nur um Energie, sondern auch um den Umgang der Industrieländer mit seltenen Metallen, um intelligente Entsorgung von Massenelektronik, wie etwa von Flachbildschirmen – und um die Frage, wie wir in 20 Jahren Auto fahren.

Ausserdem in dieser EmpaNews:

Einsatz für Afrika: Was sich beim Jatropha-Anbau besser machen lässt. --- Der Funken im Wasserstoff: Neues Projekt im Motorenlabor --- Flugshow der Pixel: Virtuoses Hantieren mit polymeren Sprengstoffen.

Materialien bestehen – wie alle Stoffe – aus chemischen Elementen. Kein Wunder also, dass an der Empa auch viele Chemikerinnen und Chemiker tätig sind. Sie befassen sich mit neuen Materialien, die leistungsfähiger, günstiger und umweltfreundlicher sein sollen als die heute eingesetzten. Dazu syn-thetisieren sie zahlreiche bislang unbekannte Materialien und untersuchen deren Eigenschaften.

Ein weiteres wichtiges Gebiet der Chemie ist die Analytik. Forschende können beispielsweise nachver-folgen, wie sich langlebige Schadstoffe, die zum Teil bereits vor Jahrzehnten verboten wurden, in ver-schiedenen Ökosystemen anreichern. Anlässlich des «Internationalen Jahrs der Chemie» wirft EmpaNews einen Blick in Labors.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Plastikgewebe für Solarzellen & Co.: Transparente Elektroden, biegsam und stabil. --- Enzyme für den industriellen Einsatz --- Kurz nützlich, lang lästig: Langlebigen Schadstoffen auf der Spur.

Die Nanotechnologie – oder besser: die Nanotechnologien – hat Grund zum Feiern. Dieses Jahr jährt sich die «Geburtsstunde» des Rastertunnelmikroskops zum 30. Mal. Dieses Instrument und weitere haben die Welt der Atome und Moleküle sichtbar und damit überhaupt erst zugänglich gemacht. In-zwischen wurden dank Nanoeffekten zahlreiche Materialien und Produkte mit neuen, viel verspre-chenden Eigenschaften entwickelt und auf den Markt gebracht.

Ausserdem in dieser EmpaNews:

Kunstrasen mit Stehauf-Qualitäten --- Auf Industrie getrimmt: Plasmatechnologie für die Textilindustrie. --- Fehlersuche – erfolgreich beendet: Detektivarbeit bei defekter Elektronik.

Um elektronische Bauteile immer kleiner herstellen zu können, sind neue Materialien gefragt. Bei-spielsweise ultradünne Kohlenstoffschichten, Graphen genannt. Empa-Forschende entwickeln in in-ternationaler Zusammenarbeit neue Methoden, um diese Schichten auf Oberflächen «wachsen» zu lassen. Die aktuelle Ausgabe der EmpaNews widmet sich diesem Thema und natürlich auch vielen weiteren. Für einmal haben wir unser Ziel, Ihnen, liebe Leserinnen und Leser, intelligente Lektüre zu bieten, wörtlich genommen – daher der aktuelle Fokus auf «smarte» Materialien. Diese sind auch Ge-genstand des Anfang 2010 angelaufenen Nationalen Forschungsprogramms 62, in dem die Empa überaus erfolgreich vertreten ist.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Feuerprobe für den Brandschutz: Ein Besuch im Brandlabor. --- «Man gewinnt nicht jeden Tag einen Preis»: Ein Jungunternehmen erreicht den Markt.

Das «Solar Impulse»-Team verfolgt hehre Ziele – erneuerbare Energien ins Rampenlicht stellen und dadurch die Bevölkerung zum Umdenken bringen, damit von unseren natürlichen Ressourcen auch für folgende Generationen noch etwas übrig bleibt.

Damit passen Piccard und sein Team perfekt zum Fokus-Thema der aktuellen EmpaNews, in dem sich alles um Cleantech dreht, also um «saubere» Technologien von morgen, die die Umwelt möglichst nicht belasten und die natürlichen Ressourcen schonen. Denn eins ist klar: So wie bisher, können wir unmöglich weiterwirtschaften.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Virtuell statt visuell: Überwachungssystem für Europas Strassen. --- Auf die Methode kommt es an: Standardisierte Beurteilung von Nanorisiken.

Warum ordnen sich bestimmte Moleküle auf Oberflächen spontan zu so genannten Nanostrukturen an? Wie breiten sich Luftschadstoffe von bestimmten «Punktquellen» in der Atmosphäre aus – oder Lärm in der Umgebung? Wie verhalten sich komplexe Hydride, die für die Speicherung von Wasserstoff eingesetzt werden, unter verschiedenen Bedingungen?

Um Fragen wie diese zu beantworten, kommen Hochleistungsrechner und computergestützte Model-lierungen, Computersimulationen, zum Einsatz. In silico können die ForscherInnen aus dem Vollen schöpfen und je nach Rechenleistung viele verschiedene Szenarien durchrechnen. An der Empa übernimmt diesen Job eine fleissige Mitarbeiterin, der Computercluster «Ipazia», der derzeit weiter aus-gebaut wird, um noch mehr und noch anspruchsvollere Berechnungen durchführen zu können.

Ausserdem in dieser EmpaNews: Der Ideen-Generator: Rampenbauer für Forschungsprojekte. --- Biokatalyse, eine «grüne» Seite der Chemie --- Chlorkorrosion führte zu Hallenbadunglück.