Technologieangebote Chemie



Flammenloser echtzeitfähiger Miniatur-Sensor zur Messung von Kohlenwasserstoff (HC)-Konzentrationen

Das innovative Sensorprinzip ist kompakt, robust, wartungsarm und flammenlos. Die Mitführung von entzündlichen Trägergasen ist nicht erforderlich, weshalb der Sensor in fahrenden Kraftfahrzeugen  zum Einsatz kommen kann (Real Driving Emissions, RDE). Durch seine Kompaktheit  kann der Sensor auch im laufenden Betrieb zur Optimierung von Verbrennungsprozessen im Kfz, sowie in anderen Anwendungen zu Einsatz kommen.

 

 

Schnelles Bildgebungsverfahren für Gewebeschnitte kombiniert Infrarot(IR)- und Raman-Spektroskopie

Das neue Verfahren, zu dem bereits ein Prototyp existiert, ermöglicht die simultane Erfassung des IR- und Raman-Spektrums und damit die schnelle und hochauflösende Analyse der molekularen Zusammensetzung beliebiger biologischer Gewebeschnitte.

 

 

Identifikation von „Defense Primers“ anhand der OTR – Präventive Immunstärkung für Landwirtschaft & Pharma

Das nun an der RWTH Aachen entwickelte Verfahren ermöglicht die Identifikation von Immun-Primern mittels OTR-Monitoring auf eine neue und sehr effiziente Art und Weise. Anwendungsbereiche liegen zum einen im Pflanzenschutz, inkludieren aber auch die Pharmaindustrie (präventivmedizinisches Immunsystem-Priming).

 

 

Deckel auf Glas – neuartige Lamination von dünnen Polymerschichten auf strukturierten Oberflächen

Mit diesem neuen Verfahrens lassen sich strukturierte Träger deckeln, ohne dass die darunterliegende Funktionsstruktur beschädigt oder verengt wird. Die Methode ist einfach und kostengünstig, eignet sich für unterschiedliche Materialien und lässt eine freie Wahl der präzise einstellbaren und stapelbaren Schichtdicken zu.

 

 

Optimierte Kapillarmodifikation zur Erhöhung des Formfaktors profilierter Filamentgarne

Eine innovative Optimierung der Düsengeometrie bringt eine erhebliche Zeitersparnis bei der Auslegung neuer Düsen für komplexe Profilfasern. Die Anpassung führt zu einem gedämpften Spannungszustand der Schmelze bei Austritt aus der Düse und begünstigt so einen optimierten Formfaktor.

 

 

Bestimmung des biologischen Alters eines Menschen durch ein ausgeklügeltes Set von Biomarkern

Das biologische Alter wird mit diesem Biomarker-Set, bestehend aus 30 neu identifizierten Biomarkern mit einer hohen Korrelation zum Alterungsprozess, zuverlässig bestimmt.

 

 

Biohybrid-Katalysatoren in Ganzzell-Systemen für selektive chemische Umsetzungen

Wissenschaftler der RWTH Aachen haben ein neuartiges Ganzzell-basiertes Biohybrid-Katalysator-System entwickelt. Das System ermöglicht auch den Einsatz in organischen Lösungsmitteln oder in der Natur nicht verwendeter Metalle wie Ruthenium (Metathese-Reaktion) und bietet so neuartige, kostengünstige Alternativen.

 

 

Mechanisch verstärkte Verbundmaterialien aus isocyanatfrei hergestellten „grünen“ Polyhydroxy-urethanen (PHU)

In einem weiteren von der Baden-Württemberg Stiftung gGmbH geförderten Projekt konnten nun an der Universität Freiburg Verbundmaterialien basierend auf Polyhydroxyurethanen (PHU) hergestellt werden, welche weitestgehend agglomeratfrei und homogen dispergierte oxidische Aluminiumnanoplättchen enthalten. Dabei konnte auf toxische und phosgenbasierte Isocyanate verzichtet werden, wodurch das Gefährdungspotential reduziert und die Verarbeitung deutlich vereinfacht werden konnte. In den so hergestellten innovativen Nanocompositen konnten mechanische Eigenschaften erzeugt werden, die in PHU-basierten Systemen bisher nicht erreicht wurden. In den neuen Verbundmaterialien konnten zudem perlmuttartige "Brick and Mortar"-Strukturen durch gezieltes Ausrichten dieser Füllstoffe dargestellt werden, wobei dieses Ausrichten zu einer größeren Härte des Materials führt. Das neue Verbundmaterial könnte überall da zum Einsatz kommen, wo kunststoffbasierte Werkstoffe mit hohem E-Modul und hoher Zugfestigkeit erforderlich sind, aber auch aufgrund seiner Härte und Kratzfestigkeit als Beschichtung, ohne dabei abrasiv gegenüber anderen Verbundmaterialien zu sein. Möglich sind vielfältige Anwendungen z.B. als Formkörper, Beschichtung, Klebstoff, Folie, Bauteil oder Materialsystem in der Medizintechnik.

 

 

Highly conductive pastes for printable electronic applications and devices

At the Karlsruhe Institute of Technology (KIT), a new platform concept for the formulation of highly conductive, printable pastes has been developed. Corresponding pastes are free of polymeric or other non-volatile stabilizers and rheology control agents. Nevertheless, rheological properties like low-shear viscosity and yield stress can be adjusted in a wide range. Thus sedimentation /aggregation is prohibited and long-term stability can be guaranteed even for suspensions of high density particles (e.g. Ag, Ni). Also full control of the application behavior in many different printing/coating operations is furnished.

 

 

Chemokatalytische Epimerisierung von Sacchariden mit rezyklierbaren Zinn-basierten Katalysatoren

Die Epimerisierung von Sacchariden ist eine einfache und effiziente Methode, um seltene und teure Zucker aus einfachen, gut verfügbaren Zuckern wie z. B. Glucose herzustellen. Alle bisher verfügbaren Verfahren sind aber relativ teuer. Darüber hinaus können die genutzten Katalysatoren nicht rezykliert werden. Ein innovatives Verfahren, entwickelt an der RWTH Aachen, nutzt Zinn-basierte, organische Feststoffe als Katalysatoren. Die Zinn-basierten Gerüstverbindungen können die Epimerisierung unterschiedlicher Saccharide katalysieren und sind darüber hinaus leicht abtrennbar und rezyklierbar. Dadurch sind sie ideal für die weitere Prozessentwicklung auf Basis heterogener Katalysatoren geeignet.

 

 

Effizientes Verfahren zur Ketten-Vervielfachung von ungesättigten Fettsäuren – Synthese ultralangkettiger Verbindungen

An der Universität Konstanz konnte in einem von der Baden-Württemberg Stiftung geförderten Projekt ein sehr effizientes, iteratives Verfahren entwickelt werden, durch beliebig mehrfache Verdoppelung von Fettsäuren langkettige bis insbesondere ultralangkettige, endständig funktionalisierte, rein aliphatische Verbindungen darzustellen. Endständig funktionalisierte langkettige aliphatische Verbindungen stellen wichtige Verbindungen in technischen und biologischen Systemen dar. Beispielsweise können aus den so erhaltenen ultralangkettigen Verbindungen nachfolgend hochschmelzende, wasserunlösliche Polymere erzeugt werden, die dann keine aromatischen Bausteine enthalten. Das Verfahren nutzt leicht verfügbare Edukte aus nachwachsenden Rohstoffen. Weder werden halogenhaltigen Stoffe benötigt noch fallen diese als Abfall an.

 

 

Sichere, quantitative Qualitätskontrolle der Hydrophobierungsmaßnahmen im Bautenschutz

Die Tiefenhydrophobierung mittels spezieller Silanverbindungen „konserviert“ zementgebundene Werkstoffe wie Beton oder Stahlbeton und gilt als technisch sehr leistungsfähiger Oberflächenschutz. Unbefriedigend ist, dass der Erfolg einer solchen Maßnahme bisher nicht sicher dokumentiert werden konnte und/oder nur mit hohem finanziellem, zeitlichem und technischem Aufwand darstellbar ist. Die aktuelle Technologie der Hochschule Karlsruhe bietet nun erstmals die Möglichkeit, den Erfolg der Hydrophobierung qualitativ und quantitativ direkt vor Ort zu beurteilen. Die Qualitätskontrolle ist schnell, zuverlässig, zerstörungsarm und kann problemlos in den üblichen Bauablauf integriert werden. Verwendet wird dabei ein spezieller Marker, der mit der Hydrophobierungsmaßnahme eingebracht wird und sich im Bauwerk in den Polysiloxanfilm einbindet. Die Eindringtiefe des Markers steht dabei in fester Korrelation zur Eindringtiefe des Hydrophobierungsmittels, ohne dieses zu beeinflussen.

 

 

Größere Lichtausbeute bei Gasentladungslampen durch innere thermische Stabilisierung

Ein neuerer Aufbau sorgt für die Optimierung der Leistungsdichte bei Gasentladungslampen mit Mikrowellenanregung wie z.B. UV-Lampen.
Wissenschaftler am Lichttechnischen Institut des KIT (Karlsruher Institut für Technologie) entwickelten einen Leuchtmittelkörper, der allein durch die Veränderung des inneren Aufbaus einen deutlich höheren Wirkungsgrad erreichen kann. Eine stärkere Abkühlung des Lampeninnenraumes wird dabei durch den Einbau eines evakuierten Körpers vermieden. Erste Versuche mit dem neuen Lampentyp zeigten eine signifikante Steigerung der Lichtausbeute. 

 

 

Biologische Varroose-Bekämpfung durch Störung des Begattungsverhaltens der Bienen-Milbe Varroa

Wissenschaftler der Universität Hohenheim haben die erste biologische Methode zur Bekämpfung der Varroa-Milbe bei Honigbienen entwickelt. Das Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, dass die Milbenweibchen ein Sexualpheromon abgeben, welches das Begattungsverhalten der Milbenmännchen steuert. Nach der Isolierung des Pheromons und der Identifizierung seiner Komponenten war die Feststellung, dass auch einzelne Bestandteile das Begattungsverhalten der Milbenmännchen wirksam beeinflussen, ein weiterer Durchbruch. Derzeit arbeiten die Wissenschaftler in Feldversuchen mit Ölsäure, einer kostengünstigen und lebensmittelrechtlich unbedenklichen Komponente, die durch einfache Sprühapplikation auf die Bienenbrutzellen aufgebracht werden kann.

 

 

Effiziente und kostengünstige Wasserfiltration durch neuartige funktionelle Membranbeschichtung

An der Hochschule Karlsruhe konnte in Zusammenarbeit mit italienischen Partnern ein Verfahren entwickelt werden, das sich die Eigenschaften von polymerisierten bikontinuierlichen Mikroemulsionen (PBM) zunutze macht, um kommerzielle Membranen so zu beschichten, dass sie eine hydrophile und für Fouling sehr wenig anfällige Oberfläche aufweisen. Gleichzeitig können die Porengröße und damit die Trennleistung und chemischen Merkmale der Membranoberfläche individuell an die Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers angepasst werden.

Die innovativen Membranen konnten im Feldversuch mit realen Abwässern aus Textil- und Kosmetikindustrie sowie einer Ölmühle bereits erfolgreich getestet werden. Unter anderem aufgrund des reduzierten Foulings können damit die jährlichen laufenden Kosten einer Membranfiltration signifikant reduziert werden.

 

 

Direkte, programmierbare Detektion epigenetischer Cytosin-Modifikation in DNA durch Nutzung von TALEs

Epigenetische Modifikationen an der 5-Position von Cytosin in DNA geben wichtige Hinweise auf Krankheiten wie neurologische Störungen und verschieden Arten von Krebs. Wissenschaftler der Universität Konstanz konnten nun ein Verfahren entwickeln, mit dem direkt, d.h. ohne vorherige chemische Modifikation der Proben-DNA, der epigenetische Modifikationsstatus an der 5-Position von Cytosin (wie 5mC und 5hmC) in beliebigen, Anwender-definierten Sequenzen detektiert werden kann. Es handelt sich um eine einfache, direkte Nachweismethode mit hoher Auflösung, welche zudem mit einer Vielzahl von Nachweisverfahren kombinierbar ist. Möglich ist die In-vivo- und In-vitro-Detektion.

 

 

Hochfeste makroporöse Sinterkörper aus Keramik, Glas oder Metall, hergestellt aus Kapillarsuspensionen

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues, einfaches und potentiell sehr wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von makroporösen Sinterkörpern entwickelt. Es beruht auf der Nutzung von Kapillareffekten in dreiphasigen Suspensionen aus nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln. Im Gegensatz zum Basispatent weist die Erfindung eine bimodale Partikelgrößenverteilung in der festen Phase auf. Die mechanische Festigkeit der aus Kapillarsuspension hergestellten makroporösen Erzeugnisse (z.B. Filter, Katalysatorträger, Scaffolds, Elektroden) kann hierdurch signifikant gesteigert werden.

 

 

Neuartiges Kathodenmaterial für Lithium-Schwefel-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien

Erfinder der Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft haben erstmals ein Kathodenmaterial entwickelt, bei dem die bauliche und stoffliche Trennung von Stromsammler und Kathodenmaterial entfällt. Darüber hinaus kann in dem einstufigen Bandgalvanikverfahren auf die Beimischung von Bindemittel und elektrisch leitfähigen Füllpartikeln verzichtet werden, was einen quantitativ deutlich höheren Anteil an Aktivmaterial in der Kathode ermöglicht. Li-Ionen- oder Li-Schwefel-Batterie können so effizienter betrieben werden.

 

 

Neue modulare Synthese protischer N-heterozyklischer Carbenkomplexe (Metall-NHC-Komplexe)

N-heterozyklische Carbene (NHC) sind eine der wichtigsten Ligandenklassen für Übergangsmetallkatalysatoren. NHC-Komplexe haben vielfältige Anwendung so z. B. in Flüssigkristallen, elektronisch aktiven Materialien, Nanopartikeln, Polymeren, der supramolekularen Chemie und Photochemie sowie vereinzelt in der Pharmazie.

An der Universität Heidelberg konnte nun eine verbesserte Darstellung von Metall-NHC-Komplexen, genauer von sogenannten „protischen“ Carben-Komplexen, mit hoher Synthese-Modularität entwickelt werden. Die hohe Modularität des Verfahrens ermöglicht eine besonders effiziente Anwendung in (Katalyse-)Screenings.

 

 

Beschleunigung des Probendurchsatzes bei allen chromatographischen Analysesystemen

Bei der Analyse von komplexen Probengemischen - z.B. beim Hochdurchsatzscreening - kommen meist hocheffiziente chromatographische Trenntechniken  wie z.B. Gaschromatographie, HPLC und UHPLC, Kapillarelektrophorese usw. zur Anwendung. An der Universität Heidelberg wurde nun eine Methode entwickelt, mehrere Probeninjektionen in einem einzigen Chromatogramm darstellen zu können, ohne dass  ein spezieller Injektor zur Aufbringung der Proben erforderlich ist. Vor allem ist eine signifikante Beschleunigung des Probendurchsatzes ohne Verlust an Analysequalität  und ein erheblich besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis möglich.

 

 

Erstmals als Endlosgarn: Mikro- und Supermikrofasern auf Cellulose-Basis

Am Denkendorfer Institut für Textilchemie- und Chemiefasern (ITCF) wurde ein neues einstufiges Direkt- bzw. Nassspinnverfahren entwickelt, das erstmals die Produktion von Mikro- bzw. Supermikrofasern von weniger als 0,1 - 0,5 dtex (Faseroberfläche von ca. 1 - 4 m²/g) aus Cellulose und Cellulose-2.5-Acetat ermöglicht. Die Fasern können als Endlosgarn auf Spulen aufgewickelt oder als Stapelfasern für die Weiterverarbeitung bereitgestellt werden. Industrielle Einsatzgebiete: Filter, Papier, Absorptionsmaterial, Kosmetik- und Hygieneartikel.

 

 

Neue makroporöse Keramiken und Glasfilter aus Kapillarsuspensionen

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein neues Verfahren mit hohem Einsparpotential zur Herstellung makroporöser Keramiken entwickelt. Das Verfahren beruht auf der Ausnutzung von Kapillareffekten in einer dreiphasigen Suspension aus nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln. Auf diese Weise können gezielt Keramiken im Makroporenbereich mit Porendurchmessern größer als 50 nm und auch enger Porengrößenverteilung erzeugt werden.

 

 

Neue Hybrid-Leuchtstoff-Nanopartikel mit hoher Lichtintensität: die vielseitigen Fluoreszenzmarker

Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurden neue, preiswerte Fluoreszenzleuchtstoffe mit besonders hoher Lichtstärke entwickelt. Diese anorganisch-organischen Hybridleuchtstoffe lassen sich einfach synthetisieren und in gängigen Lösungsmitteln (Ethanol/Wasser) isolieren, lagern und agglomeratfrei redispergieren. Sie können mit blauem Licht (UV- oder Blaulicht-LED) angeregt werden und emittieren je nach Zusammensetzung im blauen, grünen, roten oder infraroten Spektralbereich. Bevorzugte Anwendungsbereiche liegen in der diagnostischen und therapeutischen Medizin sowie in der Werbeindustrie oder Sicherheitstechnik (Fluoreszenzmarker).

Im Bereich der Biologie und Medizin haben die Fluoreszenzleuchtstoffe den Vorteil, dass sie über eine gute Biokompatibilität verfügen und hochspezifische Signale liefern, die nicht mit der Autofluoreszenz von Organen, Zellen oder Organellen überlappen. Daher stellen sie eine attraktive Alternative zu den weit verbreiteten Halbleiter-Quantenpunkten und Seltenerd-dotierten Oxiden und Fluoriden dar.