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Kurznachrichten November 2016

Neues Biomaterial verbessert die Knochenheilung

Nach Unfällen verheilen größere Knochenverletzungen oft nur, wenn Knochenmaterial aus anderen Körperregionen eingebracht wird. Die Möglichkeiten sind jedoch begrenzt und mit Nebenwirkungen verbunden, so dass intensiv an künstlichen Knochenersatzmaterialien mit vergleichbaren Heilungseigenschaften geforscht wird. Am Institut für Biomaterialforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht wurde ein Gelatine-basiertes Biomaterial namens ArcGel entwickelt. Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Neurowissenschaften und Medizin und der RWTH Aachen haben ArcGel nun bezüglich seiner Eignung für einen möglichen Einsatz in der regenerativen Medizin erfolgreich getestet. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Zeitschrift "Biomaterials" veröffentlicht.

Philipp Lohmann vom Institut für Neurowissenschaften und Medizin untersuchte dazu im Tiermodell die Knochenheilung nach Implantation von ArcGel, körpereigenem Knochenmaterial sowie einem kommerziellen Knochenersatzmaterial. Mit modernen multimodalen Bildgebungsverfahren konnte gezeigt werden, dass das neue Biomaterial eine physiologische Knochenheilung bewirkte, die mit körpereigenem Knochenmaterial vergleichbar und dem kommerziellen Produkt deutlich überlegen war.

Das Projekt wurde durch das Portfoliothema "Technologie und Medizin" der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert. In diesem Portfoliothema wurden Kernkompetenzen aus sechs Helmholtz-Zentren und drei Universitäten zusammengeführt, um das in-vivo Verhalten von neuen polymeren Biomaterialien für die regenerative Medizin mittels multimodaler Bildgebung im Körper zu untersuchen.

Originalveröffentlichung:
Lohmann P., Willuweit A., Neffe A.T., Geisler S., Gebauer T.P., Beer S., Coenen H.H., Fischer H., Hermanns-Sachweh B., Lendlein A., Shah N.J., Kiessling F., Langen K.J.: Bone  regeneration induced by a 3D architectured hydrogel in a rat critical-size calvarial defect. Biomaterials, 2016 Oct 28; 113:158-169. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2016.10.039. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 27815999.

Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Institute of Biomaterial Science

Institut für Neurowissenschaften und Medizin, Bereich Physik der Medizinischen Bildgebung (INM-4)

Pressemitteilung der Helmholtz-Gemeinschaft, "Biomaterialien im Fokus" , 2. März 2012

NextBase: Start frei für eine neue Generation von Solarzellen

Mit einer Kickoff-Veranstaltung im belgischen Leuven ging jetzt das EU-Projekt NextBase offiziell an den Start. Inhalt des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Typs von Solarzellen und des entsprechenden industriellen Herstellungsverfahrens. Das Jülicher Institut für Photovoltaik koordiniert das Vorhaben, an dem insgesamt acht Forschungseinrichtungen und sechs Industrieunternehmen beteiligt sind. NextBase ist auf drei Jahre angelegt, die Gesamtkosten belaufen sich auf rund 5,7 Millionen Euro. Die EU fördert das Projekt im Rahmen des Programms Horizon 2020 mit rund 3,8 Millionen Euro. Mit rund 1,9 Millionen Euro beteiligen sich Schweizer Partner an NextBase.

In dem Forschungsprojekt geht es um sogenannte Silizium-Heterostruktursolarzellen (SHJ). Sie stehen für eine neue Generation von Silizium-Wafer-Solarzellen, die hohe Wirkungsgrade erreichen. Kombiniert werden soll die SHJ mit der sogenannten IBC-Solarzelle auf Basis von kristallinem Silizium. Bei diesem Typus werden beide elektrischen Kontakte der Solarzelle auf der Rückseite aufgebracht. NextBase setzt auf eine Kombination der beiden Typen: Damit, so das Ziel, lässt sich eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von über 26 Prozent erreichen.

Parallel zur SHJ-IBC-Solarzelle sollen bei NextBase Prozesse und Anlagen für ihre (preisgünstige) industrielle Produktion entwickelt werden. Die Projektpartner erhoffen sich einen Preis von unter 35 Cent pro Watt Solarmodulleistung.

Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Photovoltaik (IEK-5)

NextBase auf der Seite der Europäischen Kommission

Website des Projekts

Neue Jülicher Studie zum "Power-to-X"-Projekt

Das Treibhausgas Kohlendioxid als Ausgangsstoff, aus dem energiereiche Chemikalien als Energiespeicher oder Kraftstoff synthetisiert werden: Dieses Verfahren steckt hinter der sogenannten Tief- und Hochtemperatur-CO-Elektrolyse. Unter dem Namen "Power-to-X" ("P2X") ist das Verfahren eine von vier Säulen der "Kopernikus-Projekte für die Energiewende". In einem Minireview in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie erläutern und diskutieren Wissenschaftler des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung die grundlegenden chemischen Reaktionen und Prozesse hinter "P2X" und die Probleme bei der Entwicklung der Materialien, die bei der technischen Umsetzung in industriellem Maßstab zum Einsatz kommen sollen (DOI: 10.1002/anie.201607552).

"Die CO-Elektrolyse ist Grundvoraussetzung für den Übergang zu einem Energiesystem, das zusätzliche Funktionen wie die Aufwertung von Kohlendioxid und geschlossene Kohlenstoffkreisläufe aufweist", so Prof. Rüdiger-A. Eichel. Der Jülicher Wissenschaftler leitet innerhalb von "P2X" den Forschungscluster "Hochtemperatur CO-Elektrolyse zur Synthesegaserzeugung". Das "P2X"-Konzept verspricht deutlich weniger Treibhausgase, einen großen Anteil erneuerbarer Energien und eine stabile Energieversorgung. So werden beim "Power-to-Syngas"-Verfahren Wasserdampf und Kohlendioxid mithilfe von regenerativ erzeugtem Strom elektrochemisch in Synthesegas umgewandelt. Das Gas eignet sich für die Produktion von synthetischen Treibstoffen (Synfuels) sowie hochwertigen Chemikalien.

An "P2X" sind 17 Forschungseinrichtungen, 26 Industrieunternehmen sowie drei zivilgesellschaftliche Organisationen beteiligt. Federführend sind die RWTH Aachen, das Forschungszentrum Jülich, die Dechema und das Institut für Mikroverfahrenstechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) involviert. Im ersten Schritt hat das Projekt ein Volumen von 30 Millionen Euro.

Originalveröffentlichung:
S. Foit, I. C. Vinke, L. G. J. de Hart, R.-A. Eichel: "Power-to-Syngas - an enabling technology for the transition of the energy system? Production of tailored synfuels and chemicals using renewably generated electricity”, Angew. Chem. Int. Ed., 2016, DOI: 10.1002/anie.201607552.

Pressemitteilung "Mit Power in die Energiewende"

Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Grundlagen der Elektrochemie (IEK-9)

Preis für Jülicher Fusionsforscher

Dr. Sebastijan Brezinsek vom Jülicher Institut für Plasmaphysik wurde mit dem "Nuclear Fusion Journal Prize" der International Atomic Energy Agency (IAEA) ausgezeichnet. Der Fusionsforscher erhielt die Auszeichnung für die Studie " Fuel Retention Studies with the ITER-Like Wall in JET", die er mit zwei weiteren Wissenschaftlern an der Fusionsforschungsanlage JET (Joint European Torus) in England durchführte. Darin konnte er zeigen, dass Metall wesentlich besser für die Innenwand eines Fusionsreaktors geeignet ist als Materialien auf Kohlenstoff-Basis.

In einem sogenannten Tokamak-Fusionsreaktor wird ein 100 Millionen Grad heißes Plasma erzeugt, in dem das radioaktive Isotop Tritium enthalten ist. Um die Innenwand vor diesen enormen Temperaturen zu schützen, wurde bisher auch mit Materialien auf Kohlenstoff-Basis experimentiert. Sie reagierten jedoch mit dem Tritium im Plasma und verursachten damit Probleme durch verstärkte Rückhaltung im Wandmaterial. Brezinsek wies in der Studie nach, dass dieser Effekt bei Innenwänden aus Metall – besonders aus Beryllium und Wolfram – nicht auftritt. Die Ergebnisse fließen jetzt in den Bau des Versuchsreaktors ITER im südfranzösischen Cadarache ein.

Originalveröffentlichung:
S. Brezinsek et al, Fuel retention studies with the ITER-Like Wall in JET. 2013 Nuclear Fusion Volume 53, Number 8, DOI.

Institut für Energie- und Klimaforschung, Bereich Plasmaphysik (IEK-4)

Infomaterialien zur Kernfusion

Jülicher Bodenforscher in Phoenix ausgezeichnet

Prof. Harry Vereecken, Direktor des Instituts für Bio- und Geowissenschaften, ist jetzt Fellow der Soil Science Society of America (SSSA). Der Jülicher Bodenforscher erhielt die Auszeichnung im Rahmen der Jahrestagung der SSSA Anfang November in Phoenix/Arizona. Die SSSA würdigt damit Vereeckens Forschung auf dem Gebiet der Hydrogeophysik, die zu einem verbesserten Verständnis der Prozesse im Boden beitrug. Er ist außerdem bis 2019 Editor der SSSA.

Vereecken leitet die Jülicher Agrosphärenforschung und lehrt am Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz der Universität Bonn. Im Zentrum seiner Forschung stehen die terrestrischen Ökosysteme – Wasser- und Stoffflüsse im Boden –, die Austauschprozesse zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre sowie die Entwicklung hydrogeophysikalischer Verfahren. Der Wissenschaftler koordiniert seit 2008 das Großprojekt TERENO (TERestrial ENvironmental Observatories), ein Netzwerk von vier Observatorien zur Erdbeobachtung von der norddeutschen Tiefebene bis zu den bayerischen Alpen. Das Projekt untersucht, welche lokalen Folgen der globale Klimawandel für Boden, Wasser, Vegetation und schließlich den Lebensraum des Menschen hat. Seit 2016 ist er wissenschaftlicher Direktor des neu gegründeten "Internation Soil Modelling Consortium".

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3)

Website der Soil Science Society of America (SSSA)

Prof. Harry Vereecken, Festvortrag 2016 des Forschungszentrums Jülich 2016, "Terra incognita: Der Boden im System Erde”

Der Kaiser "made in Jülich" im Landesmuseum

Als "Fund des Monats" präsentiert das LVR-Landesmuseum Bonn noch bis Anfang Dezember die Rekonstruktion einer Büste des römischen Kaisers Augustus. Allein der Hinterkopf des etwa zwölf Zentimeter hohen Bildnisses aus dem 1. Jahrhundert nach Christus war im 19. Jahrhundert bei Stolberg in der Nähe von Aachen gefunden worden. Per Scan und 3D-Druck hat Dr. Dietrich Faidel vom Jülicher Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik zwei Fassungen der Büste rekonstruiert. Für eine Variante ergänzte er den Hinterkopf mit dem Gesicht einer Augustus-Büste aus dem Römisch-Germanischen Museum in Köln. Für die zweite Fassung nutzte er eine Büste des Kaisers, die im Pariser Louvre aufbewahrt wird.

LVR-Landesmuseum Bonn

Pressemitteilung "Augustus aus dem 3D-Drucker"

"Rekonstruktion eines Augustusköpfchens in 3D-Druck" (Website des LVR-Amts für Denkmalpflege im Rheinland)

Fachmeldungen

Verbesserter Einblick in die Struktur von Lipidmembranen

Die Methode der Neutronenreflektometrie ist besonders geeignet, um die Struktur von Lipidmembranen an Modellsystemen zu untersuchen. Solche Modellsysteme lassen sich einfacher präparieren und experimentell kontrollieren als die natürlichen Lipidmembranen, die ein wichtiger Bestandteil tierischer und pflanzlicher Zellen sind. Ein Wissenschaftler des Jülich Centre for Neutron Science (JCNS) hat nun eine Methode vorgestellt, die genauere Ergebnisse liefert und den Weg für die Untersuchung komplexer aufgebauter Membranen ermöglichen soll. Sie kombiniert die Stärken von Neutronenreflektometrie und von Molekulardynamik-Simulationen.

Originalpublikation:
Alexandros Koutsioumpas: Combined Coarse-Grained Molecular Dynamics and Neutron Reflectivity Characterization of Supported Lipid Membranes; J. Phys. Chem. B, Article ASAP, DOI: 10.1021/acs.jpcb.6b05433, Publication Date (Web): October 17, 2016

Mehr dazu (engl.)

Jülich Centre for Neutron Science (JCNS)

Aktuelle Termine:

Auf Seite http://www.fz-juelich.de/termine finden Sie aktuelle Konferenzen und Veranstaltungen im und mit dem Forschungs­zentrum Jülich, unter anderem:

Wissenschaft und Kunst in PACT Zollverein

9.. – 10. Dezember, PACT Zollverein, Essen
Unter dem Titel "Arena Arctica" kreiert der Düsseldorfer Choreograph Ben J. Riepe mit seiner Kompanie am 9. und 10. Dezember im gesamten Bühnengeschoss der ehemaligen Waschkaue PACT Zollverein einen überbordenden Kosmos rund um das Thema Licht. Einleitend beleuchtet Prof. Andreas Wahner aus dem Forschungszentrum Jülich das Thema aus der Perspektive der Atmosphärenforschung.

Mehr Informationen zu der Veranstaltung

9. Ethik-Forum: Nachhaltigkeit

12. Dezember, Universitätsclub Bonn
Mit seinem interdisziplinären Zugriff eröffnet das 9. Ethik-Forum des Instituts für Wissenschaft und Ethik (IWE) und des Deutschen Referenzzentrums für Ethik in den Biowissenschaften (DRZE) unter der Leitung von Prof. Dieter Sturma (Forschungszentrum Jülich) ökologische, ökonomische und ethische Perspektiven auf das Gebiet der Nachhaltigkeit. Dabei werden Themen wie intergenerationelle Gerechtigkeit, institutionelle Verteilungsstrategien unter der Bedingung knapper Naturgüter und Interdependenzen ökologischer Prozesse beleuchtet, die Auswirkungen auf unsere Lebenswelt haben.

Mehr Informationen

Pressekontakt:

Erhard Zeiss, Tel. 02461 61-1841, e.zeiss@fz-juelich.de


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