09.02.2021
Auf der Suche nach Leben auf dem roten Planeten
Bereits im Juli des vergangenen Jahres wollte die European Space Agency (ESA) mit der Mission »ExoMars« in Richtung des roten Planeten abheben. Aufgrund der Pandemie musste der Start jedoch auf Herbst 2022 verschoben werden. Mit an Bord: ein diodengepumptes Festkörperlasermodul (DPSSL), aufgebaut am Fraunhofer IOF in Jena.
Es wird als Teil eines Raman-Spektrometers in einem Rover verbaut sein, der die Marsoberfläche auf organische Verbindungen und damit mögliche Spuren außerirdischen Lebens hin erforscht. Zu diesem Zweck wird das vom Laser ausgesendete und z. B. mit Gesteinsproben wechselwirkende Licht in einem Spektrometer analysiert.
Quantenkommunikation: Mit Lichtquanten sicher kommunizieren
Der Bedarf nach sicherer Kommunikation im digitalen Zeitalter ist groß – und er wird immer größer. Die quantensichere Kommunikation bietet hier neue Möglichkeiten: Gestützt auf die Gesetze der Quantenmechanik können neue Sicherheitsstandards erreicht werden, die Informationen von heute bereits gegen Entwicklungen der Zukunft schützen. Ein Kernelement dieser neuartigen, quantenbasierten Kommunikationssysteme ist eine Photonenquelle zur Erzeugung verschränkter Photonenpaare. Eine solche Quelle, auch EPS (kurz für »Entangled Photon Source«) genannt, wurde am Fraunhofer IOF entwickelt und zählt heute zu den leistungsfähigsten weltraumtauglichen Hardwarelösungen in der Quantenkommunikation.
Durch die Erzeugung polarisationsverschränkter Photonenpaare erlaubt die EPS, eine manipulationssichere Verbindung zwischen Sender und Empfänger herzustellen. Quantenbasierte Kommunikation z. B. per Satellit liefert schon heute informationstheoretische Sicherheit und ist damit für Behörden- und Kommunikation in (Hoch-)Sicherheitsbereichen relevant.
Innovative Aufbau- und Verbindungstechnologien für robuste optische Systeme
Gerade bei Einsätzen in der Luft- und Raumfahrt, wie der »ExoMars«-Mission oder auch der satellitengestützten Quantenkommunikation, sind optische Bauteile rauen Umgebungsbedingungen bis hin zum Vakuum ausgesetzt. Entsprechend entwickelt und optimiert das Fraunhofer IOF Montage- und Integrationstechniken für (mikro-)optische Komponenten, die diesen besonderen Anforderungen standhalten können. Auch sie werden exemplarisch auf der PHOTONICS+ vorgestellt:
Das laserbasierte Spleißen und Tapern optischer Fasern überwindet typische Einschränkungen klassischer Spleißanlagen. Es erlaubt das Verbinden von Glasfasern und optischen Komponenten mit geringen Unterschieden in der thermischen Ausdehnung und zeichnet sich dabei durch seine Reinheit aus. Weiterhin benötigt es keine Verbrauchsmaterialien und hat nahezu keine Leistungsgrenzen. Somit kann eine Vielfalt gespleißter und getaperter Komponenten (Fasern, Kapillare etc.) hergestellt werden.
Darüber hinaus ist das laserbasierte Löten ein innovatives Verfahren zum hochpräzisen Zusammenfügen von optischen Bauteilen zu komplexen, multifunktionalen und hybriden Baugruppen. Das Fraunhofer IOF setzt verschiedene flussmittelfreie Lötverfahren für miniaturisierte photonische Systeme mit verbesserten mechanischen Eigenschaften ein. Sie sind für raue Bedingungen geeignet, weswegen das Verfahren auch bei dem Aufbau vakuumtauglicher optischer Systeme zur Anwendung kommt.
09.02.2021
Der lange Lockdown hinterlässt Spuren und drückt die Stimmung im deutschen Mittelstand, wie das aktuelle KfW-ifo-Mittelstandsbarometer zeigt. Das Geschäftsklima der kleinen und mittleren Unternehmen sinkt im Januar um 4,2 Zähler auf nun -14,8 Saldenpunkte. Trotz des deutlichen Rückgangs ist das Stimmungsniveau damit allerdings noch weit vom Rekordtief des ersten Lockdowns (-42,5 Saldenpunkte im April 2020) entfernt. Aktuell gehen sowohl die Lagebeurteilung (-5,3 Zähler auf -13,0 Saldenpunkte) als auch die Geschäftserwartungen (-3,1 Zähler auf -16,6 Saldenpunkte) zurück. Zum Pessimismus beitragen dürfte dabei sowohl das unbestimmte Ende des Lockdowns als auch die Enttäuschung über den langsamen Impffortschritt in Deutschland und der EU.
Beim Blick in die Branchen zeigt sich, dass besonders die kleinen und mittleren Einzelhandelsunternehmen hart betroffen sind: Ihr Geschäftsklima befindet sich mit einem Minus von 27,5 Zählern regelrecht im Sturzflug, nachdem schon seit Mitte Dezember die meisten Geschäfte geschlossen bleiben und es angesichts eines eher langsamen Rückgangs der Infektionszahlen unklar ist, wann eine Wiedereröffnung stattfinden wird. Darüber hinaus dürfte die Rücknahme der temporären Mehrwertsteuersenkung seit Jahresbeginn die Umsätze belasten. Dennoch liegt das Geschäftsklima im mittelständischen Einzelhandel mit -26,7 Saldenpunkten aber immerhin noch deutlich über dem Tiefstwert vom April letzten Jahres (-42,3 Saldenpunkte). Unter mittelständischen Dienstleistungsunternehmen sinkt das Geschäftsklima indes um 3,4 Zähler auf -23,6 Saldenpunkte. Den großen Stimmungsabsturz hat das Segment schon im Herbst durchgemacht, schließlich beinhaltet es mit dem Gastgewerbe, Unterhaltung, Kultur, Sport und den persönlichen Dienstleistungen diejenigen Branchen, die schon seit Anfang November direkt von einem Lockdown betroffen sind. Auch mittelständischer Großhandel (-4,4 Zähler auf -13,1 Saldenpunkte) und das Bauhauptgewerbe (-5,8 Zähler auf 1,7 Saldenpunkte) melden im Januar einen Stimmungsabfall. Lediglich die kleinen und mittleren Industrieunternehmen können sich vom allgemeinen Negativtrend abkoppeln und melden ein leicht verbessertes Geschäftsklima (+0,8 auf -4,1 Punkte).
Nachdem sich das Geschäftsklima in den Großunternehmen seit Herbst besser entwickelt hatte als bei den kleinen und mittleren, stellt sich im Januar nun auch hier Ernüchterung ein: Die Stimmung der großen Firmen sinkt noch deutlicher als im Mittelstand (-5,5 Zähler auf -7,7 Saldenpunkte). Zur Eintrübung tragen fast alle Wirtschaftsbereiche bei, am stärksten die großen Einzelhändler und Dienstleister. Lediglich bei den großen Bauunternehmen geht es geringfügig nach oben. Das Geschäftsklima der großen Industrieunternehmen stagniert zum ersten Mal, seitdem seine Erholung im Mai begonnen hat.
„Das KfW-ifo-Mittelstandsbarometer zeigt einen schlechten Jahresstart und zunehmenden Pessimismus bei einem Großteil der mittelständischen Unternehmen an“, sagt Dr. Fritzi Köhler-Geib, Chefvolkswirtin der KfW. „Im Vergleich zum vergangenen Frühjahr bewegt sich die Stimmung in den von Ein-dämmungsmaßnahmen betroffenen Branchen aber immerhin weniger weit nach unten. Anpassungsmaßnahmen, wie die Erschließung von kontaktlosen Vertriebskanälen, dürften sich dabei auszahlen. Vor allem aber hat sich die Industrie anscheinend vom Pandemiegeschehen abgekoppelt, sodass das Bruttoinlandsprodukt im laufenden Quartalweit weniger schrumpfen wird als im vergangenen Frühjahr .“ Allerdings sei durch die Ausbreitung von Virus-Mutationen die Unsicherheit über den weiteren Verlauf der Pandemie sehr groß. „Im Frühjahr kann dennoch mit einer wirtschaftlichen Erholung gerechnet werden. Ihr Ausmaß hängt allerdings stark vom Impffortschritt und dem Erfolg des gegenwärtigen Lockdowns ab“, resümiert Köhler-Geib.
03.02.2021
Mit digitalem Tourismus das kulturelle Erbe bewahren
Heute fällt der Blick von der Johannisstraße in Jena zum Eichplatz auf geparkte Fahrzeuge und öden Beton im Schatten des gewaltigen Jentowers. Doch wie sah dieser Blick vor 100 oder sogar 200 Jahren aus? Welche Gebäude säumten den Platz, welche Wege und Gassen ließen sich durchstreifen? Erleben lässt sich diese Zeitreise bei einem virtuellen 4-D-Stadtrundgang. Angebote wie dieser Streifzug durch das historische Jena können künftig im Rahmen eines europäischen Netzwerks erstellt werden. Die Europäische Union fördert dieses europäische Netzwerk unter dem Stichwort „Sustainable and Digital Tourism“ für die Dauer eines Jahres mit zunächst 100.000 Euro. Koordiniert wird das Netzwerk von der Time Machine-Organisation, deren deutsche Sektion am Lehrstuhl für Digital Humanities der Friedrich-Schiller-Universität Jena angesiedelt ist.
Thüringen ist Leitregion und Vorbild für Europa
„Thüringen ist Leitregion und damit ein Vorreiter bei der Etablierung eines digitalen und nachhaltigen Tourismus“, sagt Dr. Sander Münster. Der Juniorprofessor für Digital Humanities an der Universität Jena entwickelt in einem Forschungsprojekt Angebote wie den 4D-Stadtrundgang durch Jena. Weitere Angebote in europäischen Regionen sollen im Rahmen der Initiative erstellt werden. Beteiligt sind gegenwärtig neben Thüringen noch Sachsen, Niederösterreich, Zypern, Paris, Amsterdam und Galizien.
Wie Sander Münster erläutert, können sich Kultureinrichtungen wie Museen oder Tourist-Informationen Rat und Hilfe holen, um neue digitale Formate zu etablieren. Dazu erfolgt in diesem Jahr zunächst der Aufbau von Beratungs- und Unterstützungsstrukturen. Die Koordination obliegt der Time Machine – „Zeitmaschine“ –, einem wissenschaftlichen Verein, dem knapp 700 Organisationen in 34 Ländern angehören. Sander Münster ist Generalsekretär dieses Vereins und leitet die deutsche Koordinierungsstelle.
Das kulturelle Erbe Europas bewahren
„Ein Ziel ist die Bewahrung und Zugänglichmachung des kulturellen Erbes“, sagt Sander Münster. Für Thüringen ergebe sich zudem die Chance, im europäischen Kontext stärker wahrgenommen zu werden. Anfang 2021 beginnt die einjährige Pilotphase des Projekts, das später noch weitere Akteure aufnehmen soll. Im Time Machine-Netzwerk sind schon jetzt Städte wie Antwerpen, Barcelona, Budapest, Jerusalem, Neapel oder Venedig vertreten.
03.02.2021
Die Stadtwerke Energie Jena-Pößneck unterstützen regionale Vereine mit einem neuen Förderprogramm „Stadtwerke: HEIMVORTEIL“ in Höhe von jährlich 15.000 Euro. Noch bis zum 5. März können Anträge gestellt werden.
„Schon lange haben die Jenaer Stadtwerke Vereine aus der Stadt und der Region durch Spenden unterstützt. Mit dem neuen Programm setzen wir dieses Engagement auch 2021 fort: Noch bis zum 5. März können Vereine aus Jena und der Region einen Antrag stellen. Neu ist auch: Es gibt drei feste Fördergrößen: 1.000 Euro, 500 Euro und 250 Euro“, erklärt Stefan Dreising, Leiter der Stadtwerke Jena-Unternehmenskommunikation. Anträge können über die Homepage der Stadtwerke entweder direkt online ausgefüllt werden, es stehen aber auch Anträge zum Download bereit.
Die direkte finanzielle Unterstützung für ehrenamtliches Engagement und Vereinsprojekte der Jenaer Stadtwerke basiert damit auf zwei Möglichkeiten. Schon seit Mitte 2019 gibt es die „Jena Crowd“ mit einem monatlichen Fördertopf in Höhe von 1.000 Euro. Das Prinzip hier ist klassisches Crowd-Funding mit einer zusätzlichen Unterstützung durch die Stadtwerke: Sobald jemand für ein Projekt mindestens zehn Euro spendet, legen die Stadtwerke Jena nochmals zehn Euro für das Projekt oben drauf. Über diese Crowd gelang es, in weniger als zwei Jahren über 100.000 Euro zu generieren. Das Angebot der Jena Crowd kann ganzjährig genutzt werden.
Die Aufnahme in das Programm „Stadtwerke HEIMVORTEIL“ kann einmal jährlich beantragt werden. Für 2021 wurde die Frist bis zum 5. März angesetzt. Dabei werden die Vereine gebeten, neben dem konkreten Projekt auch darzustellen, was ihr Heimvorteil ist: „Mit dieser Neuausrichtung wollen wir Vereine nicht nur direkt und unbürokratisch finanziell unterstützen, sondern wollen Ihnen auch eine Bühne geben auf unseren verschiedenen Kommunikationskanälen. Wir freuen uns auf die Anträge“, so Dreising. Die bisherige Zusammenarbeit mit den Vereinen hat gezeigt, welche große Wirkung auch bereits eine Förderung ab 250 Euro haben kann.
Vereine, die in den vergangenen Wochen bereits einen Antrag auf Unterstützung im Rahmen der bisherigen Spendenvergabe gestellt, werden automatisch in die aktuelle Vergaberunde mit aufgenommen.
Hier geht gibt es die Informationen und den Antrag zur Aktion Stadtwerke Jena HEIMVORTEIL:
21.01.2021
Ein am Fraunhofer IOF mitentwickelter Roboterassistent erlaubt künftig die Interaktion zwischen Mensch und Maschine basierend auf menschlicher Gestik. Das System »3D-Kosyma« soll u. a. in der Automobilherstellung zum Einsatz kommen und dort neue Standards in der Qualitätssicherung etablieren.
Roboter interpretiert menschliche Bewegung mittels 3D-Sensor
Peter Kühmstedt steht in seinem Labor am Fraunhofer IOF in Jena, neben ihm lehnt ein unbearbeitetes Karosseriebauteil: eine Autotür. Sie weist eine für das menschliche Auge kaum sichtbare Beschädigung auf – ihre Oberfläche ist durch eine Delle deformiert. Peter Kühmstedt, Abteilungsleiter für Bildverarbeitung und Sensorik am Institut, zeigt mit seinem Finger auf die Stelle, an der er den Schaden in der Außenhaut der Tür vermutet. Ein nahestehender Roboter mit 3D-Sensoren erwacht daraufhin zum Leben. Er erkennt die Fingerposition des Forschers und folgt der angezeigten Richtung.
An der fraglichen Stelle beginnt das komplexe Messsystem mit seiner Untersuchung und führt 3D-Messungen durch. Die mit dem Sensor erfassten Daten verarbeitet das Messsystem anschließend und gleicht sie mit fehlerfreien Oberflächen ab, um Größe und Umfang des Defektes am Bauteil zu erfassen.
Und tatsächlich: Das System findet die Delle und markiert den Bereich, in dem sich der Schaden befindet, mit einem Lichtsignal. Das ist »3D-Kosyma« – ein mobiles, robotergestütztes Prüfsystem. Es lässt sich basierend auf der Interaktion zwischen Mensch und Maschine in technischen Produktions- und Wartungsumgebungen einsetzen.
»Uns ging es darum, einen möglichst niedrigschwelligen Umgang zwischen dem Menschen und dem Roboter in der Qualitätssicherung umzusetzen«, beschreibt Dr. Peter Kühmstedt den Ansatz des Projektes. Projektleiter Dr. Tilo Lilienblum vom Kooperationspartner INB Vision AG ergänzt: »Ganz intuitiv kann der Mensch auf ein Teil zeigen. Der Roboter folgt der Geste und vermisst das Bauteil.«
Die erste Entwicklungsphase des Roboterassistenten ist abgeschlossen und das System soll seinen Weg in die Wirtschaft finden. Dazu werden derzeit Gespräche mit Partnern aus Industrie und Wirtschaft geführt. Eine hierfür passende Gelegenheit bot sich im vergangenen Oktober: Das Automotive Cluster Ostdeutschland sowie das BMW Werk Leipzig luden zum Technologie-Pitch nach Leipzig ein. Mit dabei: Vertreterinnen und Vertreter des Projektes »3D-Kosyma«.
22.12.2020
Die Gewinnung von molekularem Wasserstoff als alternativer, erneuerbarer und sauberer Energieträger ausgehend von Wasser und Licht ist ein zentrales Element der solaren Energieumwandlung und -speicherung. Ein Team des Sonderforschungsbereichs „CataLight“ der Universitäten Jena und Ulm hat neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolekülen kombiniert, die unter Lichtbestrahlung in Wasser gasförmigen Wasserstoff freisetzen. In der gerade veröffentlichten Studie heißt es, das Substitut habe einen bemerkenswerten Einfluss in Bezug auf Langlebigkeit und Wirkung nach der Anregung durch sichtbares Licht gezeigt.
Photosynthese als Inspiration
Die Forscher der Friedrich-Schiller-Universität, des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) und der Universität Ulm haben sich hierfür von der Natur inspirieren lassen. Dort findet die effektivste Speicherung von Sonnenlicht in chemischen Bindungen in der Photosynthese statt. In den Chloroplasten sind die Lichtsammel- und Reaktionskomplexe in der Thylakoidmembran fest angeordnet. Eine solche Anordnung erreichen die Forscher der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Felix Schacher mithilfe von Polymeren, die sowohl mit hydrophilen als auch hydrophoben Stoffen interagieren. Diese geladenen Propfcopolymere werden künstlich hergestellt.
Interdisziplinäre Kooperationen lösen die Probleme der Zukunft
Neben der wissenschaftlichen Erkenntnis zeigt sich auch, dass die Probleme der Zukunft am effektivsten mit interdisziplinärer Zusammenarbeit angegangen werden. Denn neben organischen Chemikern und Polymerforschern lieferten auch Physikochemiker des Leibniz-IPHT sowie anorganische Chemiker und Chemieingenieure der Universität Ulm wertvolle Beiträge und Erkenntnisse.
Original-Publikation:
D. Costabel, A. Skabeev, A. Nabiyan, Y. Luo, J. Max, A. Rajagopal, D. Kowalczyk, B. Dietzek, M. Wächtler, H. Görls, D. Ziegenbalg, Y. Zagranyarski, C. Streb, F. H. Schacher, K. Peneva: DOI: 10.1002/chem.202004326
03.12.2020
Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel besichtigte heute am 1. Dezember 2020 das Smarte Quartier Jena-Lobeda per Live-Übertragung. Das Modellprojekt der Stadtwerke Jena war Inhalt des jährlichen Digital-Gipfels des Bundeswirtschaftsministeriums, der 2020 unter dem Motto „Digital nachhaltiger leben“ stattfand. Beim Exponate-Rundgang zum Abschluss des Gipfels erfuhr Angela Merkel von Jenas Oberbürgermeister Dr. Thomas Nitzsche, wie das Smarte Quartier Jena-Lobeda zukünftig als Blaupause für nachhaltige digitale Städte und Regionen dienen kann.
Für den virtuellen Kanzlerinnen-Besuch wurde im Hauptgebäude von der jenawohnen GmbH ein Fernsehstudio aufgebaut, dessen Mittelpunkt ein Nachbau des Smarten Quartiers Jena-Lobeda bildete. Anhand des Exponats erfuhr die Bundeskanzlerin, wie das Smarte Quartier durch intelligente Vernetzung zu ökologischer, ökonomischer und sozialer Nachhaltigkeit auch in anderen Städten und Gemeinden beitragen kann.
270 Wohnungen umfassend saniert und smart ausgestattet
Beim Modellprojekt Smartes Quartier Jena-Lobeda werden aktuell 270 DDR-Bestandswohnungen des Typs „WBS70“ umfassend saniert und mit Smart Home-Lösungen ausgestattet. Für die Mieter werden schrittweise analoge und digitale Services zur Alltagsunterstützung geschaffen, um langfristiges und bezahlbares Wohnen zu ermöglichen und die Lebensqualität nachhaltig zu steigern. Ökologische Nachhaltigkeit wird unter anderem durch Sharing-Ansätze erlebbar. Das Teilen von Mobilitätsangeboten, Räumlichkeiten und Gebrauchsgegenständen soll den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen vorantreiben. Die ökonomische Nachhaltigkeit gelingt durch den Einsatz intelligent vernetzter Lösungen bei der Sanierung und Möglichkeiten, Energie effizienter einzusetzen. Am Beispiel smarter Gesundheitsangebote zeigt sich im Smarten Quartier, wie soziale Nachhaltigkeit mit einer medizinischen Versorgung für die Menschen vor Ort einher geht. Alle zukünftigen Dienste im Smarten Quartier können die Mieter barrierefrei über eine zentrale Quartiersplattform abrufen, über die sie auch Kontakt zum Vermieter und anderen Mietern aufnehmen können.
27.11.2020
Nachdem sich die Ministerpräsidenten und die Kanzlerin ohne konkrete Beschlüsse vertagt hatten, ist nun das beschlossen , was unumgänglich ist: Der November-Teil-Lockdown wird ausgeweitet zum verschärften Winter-Lockdown. Der größte Unterschied: Diesmal hat nicht das Kanzleramt eine unabgestimmte Beschlussvorlage kurz vor dem Corona-Gipfel verschickt, sondern die Länder haben ausgiebig diskutiert.
Im Ergebnis werden also die Novemberbeschränkungen bis kurz vor Weihnachten fortgeführt – und wohl in Teilen verschärft.
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Kultur- und Freizeiteinrichtungen bleiben genauso wie Kneipen und Restaurants geschlossen.
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Der Tourismus verharrt ebenfalls im Lockdown.
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In den Schulen soll die Maskenpflicht ausgeweitet und bei hohen Infektionszahlen auch eine Art Schichtmodell in höheren Jahrgangsstufen eingeführt werden.
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Die Weihnachtsferien sollen in diesem Jahr vorgezogen werden. Die Länder wollen einen Beginn der Ferien am 19. Dezember. Damit soll die Infektionsgefahr etwa für Großeltern unterm Weihnachtsbaum verringert werden.
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Die Kontaktbeschränkungen sollen noch einmal verschärft werden: „Private Zusammenkünfte mit Freunden, Verwandten und Bekannten sind auf den eigenen und einen weiteren Haushalt, jedoch in jedem Falle auf maximal fünf Personen zu beschränken“, heißt es in dem Länderpapier, wobei Kinder bis 14 Jahre ausgenommen sein sollen. Schleswig-Holstein will jedoch an der Zehn-Personen-Regel festhalten.
Das CHE Centrum für Hochschulentwicklung und die Wochenzeitung „Die Zeit“ vergeben jährlich die Auszeichnung „Hochschulmanager/in des Jahres“. Eine Jury aus Expertinnen und Experten, der u. a. die ehemalige Bundesministerin für Wissenschaft Johanna Wanka angehört, hat sechs Leitungspersönlichkeiten deutscher Hochschulen gewählt, die mit außergewöhnlicher Führungsleistung die Entwicklung ihrer Hochschule geprägt und positive Veränderungsprozesse gestaltet haben. Prof. Dr. Walter Rosenthal, Präsident der Friedrich-Schiller-Universität Jena, ist einer von ihnen.
Voranbringen, ohne die Brechstange anzusetzen
„Herr Rosenthal schafft es, die Hochschule nachhaltig zu verändern und voranzubringen, ohne die Brechstange anzusetzen. Engagiert kniet er sich in die Arbeit an der Universität hinein und prägt den Diskurs in der Hochschule. Mit seiner ruhigen und ausgewogenen Art ist er immer ein gefragter Ansprechpartner und ein Gewinn für jede Diskussion. Dies zeigt sich sowohl im Hochschuldiskurs als auch in seinem Führungshandeln“, lobt die Jury. Neben dem Erfolg in der Exzellenzstrategie flossen die positive Entwicklungsdynamik der Universität in Forschung und Lehre, im Transfer, in der Internationalisierung sowie das Profil und die Qualität der Universität in die Beurteilung der Jury ein.
Alles, was lebt, hat Metabolite, produziert Metabolite und verbraucht Metabolite. Diese Moleküle gehen als Zwischen- und Endprodukte aus chemischen Prozessen innerhalb des Stoffwechsels eines Organismus hervor. Damit haben sie nicht nur eine enorme Bedeutung für unser Leben, sondern sie liefern auch wertvolle Informationen über den Zustand eines Lebewesens oder einer Umgebung. So lassen sich anhand von Metaboliten beispielsweise Krankheiten erkennen oder – im Bereich der Umwelttechnologie – Trinkwasserproben untersuchen. Doch die Diversität dieser chemischen Verbindungen bereitet der Wissenschaft Schwierigkeiten. Denn bisher sind nur vergleichsweise wenige Moleküle bekannt und definiert. Wird eine Probe im Labor analysiert, so kann bislang nur ein relativ kleiner Teil davon wirklich identifiziert werden – der Großteil an Molekülen bleibt unbekannt.
Bioinformatiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun gemeinsam mit Kollegen aus Finnland und den USA eine weltweit einmalige Methode entwickelt, bei der alle Metaboliten in einer Probe berücksichtigt werden können und sich somit der Erkenntnisgewinn bei der Untersuchung solcher Moleküle erheblich vergrößert. Über seinen Erfolg berichtet das Team aktuell im renommierten Fachjournal „Nature Biotechnology“.
Struktureigenschaften lernen, erkennen und zuordnen
„Bei der Massenspektrometrie, eine der meistgenutzten experimentellen Methoden zur Analyse von Metaboliten, werden nur die Moleküle identifiziert, die durch den Abgleich mit einer Datenbank eindeutig zugeordnet werden können. Alle anderen, bisher unbekannten Moleküle, die in der Probe enthalten sind, liefern keine Informationen“, erklärt Prof. Dr. Sebastian Böcker von der Universität Jena. „Mit unserem neu entwickelten Verfahren namens CANOPUS entlocken wir allerdings auch den unidentifizierten Metaboliten in einer Probe wertvolle Erkenntnisse, da wir sie bereits bekannten Stoffklassen zuordnen können.“
CANOPUS funktioniert in zwei Phasen: Zunächst erzeugt das Verfahren, aus dem mittels Massenspektrometrie gemessenen Fragmentierungsspektrum, einen sogenannten molekularen Fingerabdruck. Dieser beinhaltet Informationen über die Struktureigenschaften des gemessenen Moleküls. In einem zweiten Schritt ordnet das System den Metaboliten mithilfe des Fingerabdrucks einer bestimmten Stoffklasse zu, ohne diesen dafür identifizieren zu müssen.
Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) und die KfW starten zum 24.11. das Förderprodukt zur Errichtung neuer Ladestationen für Elektroautos im nicht öffentlich zugänglichen Bereich von Wohngebäuden. Investoren erhalten für den Erwerb und die Errichtung neuer Ladestationen einschließlich des Anschlusses an das Stromnetz einen Zuschuss von 900 EUR pro Ladepunkt. Ziel der Förderung ist es, Privatpersonen zu motivieren, auf elektrisch betriebene Fahrzeuge umzusteigen und hierfür eine ausreichende Ladeinfrastruktur im privaten Bereich zu schaffen. Voraussetzung für die Förderung ist, dass der für den Ladevorgang genutzte Strom zu 100 % aus erneuerbaren Energien stammt. Dieser kann über einen entsprechenden Stromliefervertrag und/oder aus Eigenerzeugung vor Ort z.B. aus eine Photovoltaik-Anlage bezogen werden.
Antragsberechtigt sind Privatpersonen, Wohneigentümergemeinschaften, Wohnungsunternehmen, Wohnungsgenossenschaften und Bauträger. Der Zuschuss muss vor Beginn des Vorhabens im KfW-Zuschussportal beantragt werden. Maßgeblich für den Vorhabensbeginn ist die verbindliche Bestellung der Ladestation bzw. der Abschluss eines entsprechenden Lieferungs- und Leistungsvertrags. Die Auszahlung erfolgt nach Abschluss der Maßnahme gegen Vorlage der von den durchführenden Fachunternehmen erstellten Rechnungen.
Internationales Forschungsteam der Universitäten in Berkeley, Madrid und Jena sowie des Institut Polytechnique de Paris beobachtet in Laborversuchen nichtlineare Ionisationsvorgänge in heißen dichten Plasmen. Solche Prozesse laufen in der gesamten sichtbaren Materie im Universum ab, waren experimentell bislang jedoch nicht zugänglich.
Berkeley/Jena - Wer des Nachts den Blick zum wolkenfreien Himmel richtet, sieht leuchtendes Plasma: Praktisch die gesamte sichtbare Materie im Universum – Sterne, Galaxien und interstellare Materie – besteht daraus. Anders als in den auf der Erde üblichen Aggregatzuständen „fest“, „flüssig“ oder „gasförmig“ liegt die Materie in einem Plasma als Wolke aus Ionen und freien Elektronen vor. Von der Erforschung dieser ionisierten Materie und ihrer Wechselwirkung mit Licht versprechen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein tieferes Verständnis der Zusammenhänge, die unser Universum geformt haben. Doch während sich Plasmen im Labor relativ einfach erzeugen lassen, ist ihre Untersuchung bislang kaum möglich, da es bisher keine Methoden gibt, den Grad der Ionisierung und die räumliche und zeitliche Verteilung der Ionen hinreichend erfassen zu können.
In ihrer Arbeit verwenden die Forschenden einen Laser-Plasma-Verstärker, der achtfach-ionisierte Krypton-Ionen als Lasermedium verwendet. In dieses Plasma senden sie einen kohärenten extrem ultravioletten Sondenpuls, der die Eigenschaften des Plasmas aufnimmt, während er sich durch die vom Laser erzeugte Plasmasäule ausbreitet. Anschließend wird dieser Sondenpuls mit einem neuartigen Röntgenlicht-Streuverfahren detailliert vermessen und liefert so ein Abbild der räumlichen Verteilung von Elektronen und Ionen im Plasma. Diese Methode ermöglicht die Messung der Eigenschaften des Sondenpulses, der Informationen über das Plasma in sich trägt, mit sehr hoher Auflösung. „Der Schlüssel zu dieser Analysemethode liegt in der Verwendung eines Sondenpulses mit einer Wellenlänge im extremen UV-Bereich, die kurz genug ist, damit das Plasma transparent wird“, erklärt Zürch.
Während des Soft-Lockdowns eröffnet die KfW Bankengruppe das erste digitale TUMO-Lernzentrum in Deutschland. Pandemiegerecht startet der Betrieb in virtueller Form und kann bei Verbesserung der Lage jederzeit auf Präsenzbetrieb umgestellt werden: 130 Jugendliche – fast die Hälfte davon Mädchen – haben sich am ersten Tag von Zuhause aus erfolgreich zugeschaltet und ihre Coaches kennengelernt. TUMO Berlin ist ein kostenloses Angebot an Jugendliche im Alter von 12 bis 18 Jahren. Nach Hochlauf des Betriebs können im TUMO-Zentrum wöchentlich mehr als 1.000 Jugendliche digitale und kreative Technologien wie 3D-Modellierung, Robotik, Programmierung, aber auch Film, Musik und Fotografie erlernen. Die KfW Bankengruppe finanziert das Zentrum in Berlin Charlottenburg-Wilmersdorf für die ersten fünf Jahre. Das Projekt wird vom Bundeskanzleramt unterstützt.
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