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Kinder und Forschende entwickeln Visionen für eine nachhaltige Welt
Wie könnte das Leben in einer Kreislaufwirtschaft aussehen? Die Empa und die Pädagogische Hochschule St. Gallen (PHSG) wollen gemeinsam mit begabten Kindern Visionen für eine nachhaltige Zukunft entwickeln und in einem illustrierten Kinderbuch festhalten. Die Visionen kombinieren die Kreativität von Kindern mit dem Expertenwissen der Forschenden. Klimakrise, Verlust der Biodiversität, wachsende Müllberge, schwindende Ressourcen: Unser gemeinsames Zuhause steckt in einer tiefen Krise. Die Forschung sagt uns, was wir für den Aufbau einer nachhaltigen Gesellschaft tun müssen: den Ressourcenverbrauch auf die Tragfähigkeit des Planeten begrenzen, Materialien in der Technosphäre zirkulieren lassen und nachhaltige Stoffkreisläufe mit erneuerbarer Energie versorgen. Die Bedingungen, Wege und Möglichkeiten sind jedoch nicht sehr greifbar. Um das zu…
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Gesundheitsrisiko von Graphen-Rückständen untersucht
Empa-Forschende haben Rückstände aus der Verbrennung von Graphen-haltigen Kunststoffen untersucht. Fazit der Studie: Verbrannte Kompositmaterialien mit Graphen-Nanopartikeln sind bei einer akuten Belastung als unbedenklich einzustufen. Aufgrund seiner aussergewöhnlichen Eigenschaften wird Graphen heute einer Vielzahl von Kunststoffen zugesetzt. So verbessert das Kohlenstoff-basierte Material beispielsweise die Leitfähigkeit und die Stabilität von Verbundstoffen. Wie es um die Gesundheitsrisiken dieser vergleichsweise neuen Kompositmaterialien bestellt ist, untersuchen Empa-Forschende derzeit in mehreren Studien. Die jüngsten Untersuchungen befassen sich mit den Rückständen von Graphen-Nanoplättchen, die nach der Verbrennung der Verbundstoffe in Kehrichtverbrennungsanlagen oder bei einem Brandunfall entstehen können. Ein realitätsnahes Lungenmodell in der Petrischale Da der menschliche Organismus mit Graphen-Partikeln am ehesten über die Atemwege in Kontakt…
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Neue Technologie revolutioniert Analyse von altem Eis
Eiskerne sind ein einmaliges Klimaarchiv. Dank einer von Forschenden der Universität Bern und der Empa entwickelten neuen Methode können Treibhausgaskonzentrationen in 1,5 Millionen Jahre altem Eis noch genauer gemessen werden. Solch altes Eis will das EU-Projekt «Beyond EPICA» mit Beteiligung der Universität Bern in der Antarktis bergen. Die Suche nach dem ältesten Eis der Erde ist einen wichtigen Schritt weiter. Das Projekt «Beyond EPICA – Oldest Ice», ein europäisches Konsortium, an dem auch die Universität Bern beteiligt ist, hat Ende Januar seine zweite Feldsaison abgeschlossen. Bei der Bohrung wurde dabei eine Tiefe von 808 Metern erreicht. Ziel des Vorhabens ist es, 1.5 Millionen Jahre in die Vergangenheit zurückzublicken und Daten…
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Kristalline Lichtfänger
Drei Institute des ETH-Bereichs forschen an der sogenannten Perowskit-basierten Optoelektronik, wie zum Beispiel Solarzellen, Photodetektoren und Leuchtdioden (LEDs). Im AMYS-Projekt haben sich Labors der EPFL, der ETH Zürich und der Empa nun für vier Jahre zusammengeschlossen, um neue chemische Zusammensetzungen, aber auch einfache und skalierbare, kostengünstige Produktionsmethoden zu erforschen. Um Sonnenlicht direkt in Strom umzuwandeln, gibt es verschiedene Lösungen. Die bekanntesten sind Silizium-Solarzellen, die auf Silizium-Einkristallen basieren. Solarzellen dieses Typs sind relativ dick und zerbrechlich. Als weitere Variante haben sich so genannte Dünnschichtsolarzellen etabliert, die etwa 100-mal dünner sind. Diese Zellstruktur ist flexibel und kann auf flexible Substrate wie Kunststofffolien oder Metallfolien aufgedampft werden. Zu den bereits seit längerem bekannten…
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Die Miniaturisierung des Lötens
Elektronische Komponenten werden immer kleiner, komplexer und leistungsfähiger – das verlangt nach neuen Lösungen zum Fügen der Bauteile. Ein Empa-Team forscht an nanostrukturierten Fügewerkstoffen für die nächste Generation Mikroelektronik und weitere anspruchsvolle Anwendungen. Gordon Moore hatte Recht. Im April 1965 prophezeite der US-Ingenieur und spätere Mitgründer von Intel, dass sich die Zahl der Transistoren auf einem Chip etwa alle zwei Jahre verdoppeln wird. Bis heute hält diese Entwicklung fast ungebremst an – auch weil Chiphersteller weltweit das Mooresche Gesetz als Basis für ihre strategische Planung verwenden. So erfüllt sich die Prophezeiung selbst. Doch die Verdoppelung der Anzahl Schaltkreise alle zwei bis drei Jahre kratzt bisweilen an den Grenzen des technisch…
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Pflanzliche Dämmstoffe als CO2-Senke?
Empa-Forschende wollen ein neuartiges Dämmmaterial aus pflanzlichen Rohstoffen oder Abfällen entwickeln, das das darin enthaltene CO2 durch eine spezielle Hitzebehandlung dauerhaft bindet – und somit als CO2-Senke fungiert. Und: Nach dem Rückbau der Gebäude kann diese «Pflanzenkohle» mitsamt dem darin gebundenem CO2 auch noch im Ackerbau eingesetzt werden, um die Fruchtbarkeit der Böden zu erhöhen. Die viel versprechende Idee überzeugte gleich mehrere Förderinstitutionen, die das Konzept nun finanziell unterstützen. Der Gebäudebereich ist der materialintensivste Sektor und einer der wichtigsten Treiber des globalen Klimawandels. Er ist verantwortlich für rund 40 Prozent des globalen Energieverbrauchs, für 30 Prozent der Treibhausgasemissionen und sorgt in der EU für 36 Prozent des anfallenden Abfalls. Nachdem in den…
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Robuster Reaktor für reines Methan
Synthetische Energieträger sind kreislaufgerecht bezüglich CO2 und können erneuerbare Energie transportierbar und langfristig speicherbar machen. Künstlich hergestelltes Methan ist einer davon. Das Problem: Dessen Herstellung ist mit relativ hohen Energieverlusten verbunden; zudem machen bisherige Verfahren eine Aufreinigung des Methans erforderlich. Um das zu ändern, haben Empa-Forschende ein neues, optimiertes Reaktorkonzept für die Methanisierung entwickelt. Die Energiewende verlangt nach Energieträgern, die klimaschonend sind; das heisst, dass sie bei Herstellung und Gebrauch möglichst geringe – im Idealfall gar keine – CO2-Emissionen verursachen. Dafür bieten sich unter anderem synthetische Energieträger an – also solche, die durch Umwandlungsprozesse aus erneuerbarer Energie gewonnen werden. Denn die Nutzung solcher Energieträger erzeugt nur gerade so viel CO2 wie…
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Ozonschicht erholt sich – und verlangsamt Erderwärmung
Die Ozonschicht dürfte sich innerhalb von vier Jahrzehnten erholen. Und: Der weltweite Verzicht auf ozonabbauende Stoffe hilft zudem, den Klimawandel einzudämmen. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Expertengremium, an dem auch der Empa-Forscher Stefan Reimann beteiligt ist. Die Ergebnisse wurden am Montag an der Jahrestagung der «American Meteorological Society» präsentiert. Das Gremium hat zudem erstmals die Einflüsse neuer Technologien wie «Geoengineering» untersucht und warnt vor unbeabsichtigten Auswirkungen auf die Ozonschicht. Mit Unterstützung der UN veröffentlicht das wissenschaftliche Expertengremium des Montreal-Protokolls über Stoffe, die zu einem Abbau der Ozonschicht führen, alle vier Jahre einen Zustandsbericht. Dieser bestätigt nun die Abschaffung von beinahe 99% aller verbotenen ozonabbauenden Stoffe. Das Montreal-Protokoll hat die…
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Zwei weitere Technologietransferzentren für die Schweiz
Das Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung (WBF) und die «AM-TTC Alliance», der Dachverband der Technologietransferzentren im Bereich fortschrittlicher Fertigungstechnologien, haben im November entschieden, zwei weitere Zentren in den Bereichen der kollaborativen Robotik und der Photonik bis Ende 2024 mit 6.5 Millionen Franken zu fördern. Die Schweizer Hochschulen und Forschungseinrichtungen sind in vielen Gebieten weltweit führend. Auch hinsichtlich der Forschungsergebnisse und den daraus resultierenden Patenten gehört die Schweiz zu den führenden Nationen. Doch oftmals finden neue Herstellungstechnologien nicht ihren Weg aus den hiesigen Forschungslaboren in die industrielle Anwendung. Ihr Weg endet dann im «Tal des Todes» für Innovationen. Hier setzt die Initiative zum Aufbau eines Verbunds von Schweizer Technologietransferzentren…
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Brüchige Betonwände: Empa-Forscher finden Ursache
Nach aufwändigen Analysen haben Empa-Forschende die Ursache des Beton-Skandals in der irischen Grafschaft Donegal gefunden, wo Bauschäden seit Jahren für rote Köpfe und Proteste sorgen: Betonwände von tausenden Häusern sind von Rissen durchgezogen, die teure Reparaturen oder gar einen Abbruch nötig machen. Der Grund, so dachte man lange, sei ein zu hoher Glimmergehalt im Beton. Dank der Empa-Untersuchungn können schwere Bauschäden künftig vermieden werden, da der wahre Schuldige – das Mineral Pyrrhotin – nun identifiziert ist. «Unsere Häuser bröckeln!», heisst es auf einem Plakat bei einer Demonstration in Dublin. «100% Wiedergutmachung», steht auf T-Shirts von Teilnehmenden – zu sehen auf einem Foto der Online-Ausgabe der «Irish Times» vom 15. November.…
