Werkstofftechnik

Bio-Drohne soll sich zu 100% auflösen können

Forscher des Ames Research Center der Nasa und Studenten der Stanford Universität ist es gelungen, eine Bio-Drohne zu entwickeln, die sich fast vollständig in Wasser auflöst. Noch steht man am Anfang der Forschung. Das Ziel ist jedoch, eine zu 100% abbaubare Drohne zu entwickeln. Grundkörper der Bio-Drohne aus Pilzmaterial Beim Grundkörper der Bio-Drohne haben sich … Weiterlesen …

Nanogeneator aus Zinkoxid - Strom aus Lärm

Nanogenerator erzeugt Strom aus Lärm

Forscher von der Queen Mary University of London QMUL ist in Zusammenarbeit mit Microsoft gelungen, Strom aus Lärm zu erzeugen. Ein Nanogenerator der Größe eines Lumia 925 erzeugt genügend Strom, um von Steckdosen unabhängig zu sein.

Bambus als Konstruktionswerkstoff – die Möglichkeiten

Wenn man an Bambus denkt, denkt man hauptsächlich an ein schnell wachsendes Gehölz, welches teilweise schon für den Möbelbau genutzt wird. Bambus als Konstruktionswerkstoff hat man eher weniger auf dem Schirm. Doch aufgrund der Vorteile sind die Möglichkeiten enorm, wo Bambus überall eingesetzt werden könnte. Was ist Bambus und wo wird er verwendet? Bambus sind … Weiterlesen …

Bargel Schulze – Werkstoffkunde – Buchvorstellung

Wer sich für Werkstoffkunde interessiert oder wer ein naturwissenschaftliches Fach studiert, wird sicherlich schon von Bargel Schulze – Werkstoffkunde gehört haben. Das Buch hat sich als Lehrbuch bewährt und ist für Studenten wie Ingenieure unerlässlich.

Die Herausgeber Professor Hans-Jürgen Bargel sowie Professor Dr.-Ing. Günter Schulze lehrten beide Themengebiete aus der Werkstoffkunde. Im Buch ergänzen sie sich mit ihren jeweiligen Schwerpunkten optimal.

Für Studenten und Ingenieure der Fachrichtung Maschinenbau oder Elektrotechnik sollte es zu den Pflichtlektüren gehören.

Update: Seit Mai 2018 gibt es die 12. Auflage des Buches.

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Die Straße der Zukunft

Es wird so viel Geld in die Entwicklung von immer intelligenteren Fahrzeugen gesteckt. Die Infrastruktur der Straßennetze wird jedoch oft vernachlässigt oder zu wenig beachtet.

Die Straße der Zukunft verdient mehr Beachtung. Studio Roosegaarde hat dies erkannt und widmet sich vor allem dem Smart Highway. Designer und Ingenieure entwickeln Ideen, wie die Straße der Zukunft aussehen sollte. Bei einigen Projekten wurde 2013 schon mit der Umsetzung begonnen.

Eine anspruchsvolle Infografik am Ende des Artikels verdeutlicht Zukunftsvisionen und Ideen auf einer Roadmap. Wie sieht also die Straße der Zukunft aus?

Thermoelektrik – Halb-Heusler-Verbindungen könnten ein Kernkraftwerk ersetzen

Die Thermoelektrik macht es möglich, elektrische Energie aus Abwärme zu gewinnen. Dem Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM ist nun ein großer Schritt in Richtung Industriereife von thermoelektrischer Module aus Halb-Heusler-Verbindungen gelungen. Sie konnten erstmals Metalllegierungen im Kilomaßstab herstellen.

Mit den Modulen aus Halb-Heusler-Verbindungen könnte ein enormer Beitrag zum Umweltschutz getan werden. Immerhin gehen mehr als zwei Drittel der weltweit eingesetzten Primärenergien als Abwärme verloren. Abwärme, die viel Potenzial für die Thermoelektrik in sich birgt.

Umweltfreundliches Beizen von Aluminium

Aluminium, ein Leichtmetall, wird hauptsächlich dort verwendet, wo es auf ein geringes Gewicht ankommt (Flugzeugbau, Automobilbau). Doch aufgrund seiner unedlen Eigenschaft muss Aluminium vor Korrosion geschützt werden, was meistens durch Auftragen eines Lackes geschieht. Hierfür muss die Oberfläche einer Vorbehandlung unterzogen werden. Auch beim Kleben von Leichtbauteilen aus Aluminium ist eine solche vonnöten.

Durch die Vorbehandlung werden undefinierte Schichten aus Oxiden, Hydroxiden und Verunreinigungen von der Oberfläche entfernt. Eines der wichtigsten chemischen Verfahren ist das Beizen. Bisweilen wurde von Fachkräften durch Beizpasten oder Beizsprays von Hand durchgeführt oder man ein Badverfahren für große Teile. Dabei musste anschließend die Beize abgespült und das Spülwasser aufbereitet und speziell entsorgt werden, was eine hohe Belastung auf die Umwelt zur Folge hat.

Forscher aus dem Frauenhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen ist es gelungen, ein Klebeband zu entwickeln, das es ermöglicht, Aluminiumbauteile lokal zu beizen.

Wie gestaltet man selbstheilende Materialien?

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben durch Zufall ein besonderes Phänomen festgestellt. Als sie eine Spannung auf ein durch Mikrorisse durchzogenes Stück Metall aufbrachten, geschah nicht, was sie erwarteten – dass das Metall riss – sondern es begann sich selbst zu heilen. Diese Erkenntnis haben Guoqiang Xu und der Professor für Werkstoffwissenschaften Michael Demkowicz im Journal Physical Review veröffentlicht.

Demnach könnten intelligente selbstheilende Materialien entwickelt werden, die Risse in ihrer Struktur eigenständig heilen, bevor es zu Materialversagen oder Ermüdungsbrüchen kommt.

Doch wie müssen die Strukturen dieser Materialen gestaltet werden, damit dieses Phänomen gewährleistet ist?

Graphen in Photovoltaikzellen ermöglicht ganz neue Möglichkeiten

Bisher dachte man, dass Graphen unter Kontakt zu benachbarten Schichten aus anderen Materialien seine Eigenschaften drastisch verändert. Theoretisch besitzt ideales Graphen, welches aus nur einer Lage Kohlenstoffatome besteht, eine enorm hohe Lichtdurchlässigkeit sowie Leitfähigkeit. Zudem ist es auch noch billig und ungiftig. Deshalb würde es sich als transparente Kontaktschicht in Photovoltaikzellen sehr gut zum Abführen des Stroms eignen.

Dass die Wechselwirkungen von Graphen und anderen Materialien verhindern werden können, zeigt nun eine Studie von Dr. Marc Gluba und Prof. Dr. Norbert Nickel vom HZB-Institut für Silizium-Photovoltaik. Diese Erkenntnis ermöglicht bei Dünnschicht-Photovoltaikzellen ganz neue Möglichkeiten.

Solarzellen aus organischem Material

Solarzellen auf den Dächern basieren meistens auf Halbleitern wie Silicium. Beim Herstellungsverfahren entstehen viele Stoffe, die der Umwelt schaden. Um alleine den Kohlenstoffausstoß zu neutralisieren, müssen die Solarzellen ein bis drei Jahre “sauberen” Strom erzeugen.

Schön wäre es also, wenn es einen Prozess geben würde, der das Herstellungsverfahren umweltfreundlicher machen würde. Forscher an der Georgia Institute of Technology und der Purdue University ist es nun gelungen, Polymer-Photovoltaikzellen herzustellen, die an nanokristalliner Zellulose haften, welche aus Pflanzenmaterial gewonnen wird.