Bioreaktoren sind die Kochtöpfe der Biochemiker und Biotechnologen, in denen Arzneiwirkstoffe, Enzyme oder Fadenwürmer zur biologischen Schädlingsbekämpfung hergestellt werden. Man nehme eine Nährlösung, gegebenenfalls Wärme, Sauerstoff, Säure oder Lauge zur Regulierung des pH-Wertes und es entsteht das gewünschte Produkt. Je optimaler die Bedingungen, desto größer der Ertrag. Fraunhofer Forscher haben jetzt Messsonden in Kugelform entwickelt, mit denen sich der Herstellungsprozess besser überwachen und effizienter gestalten lässt.

Die richtige Temperatur entscheidet darüber, wie gut sich Mikroorganismen oder Zellen in einem Bioreaktor kultivieren lassen. Obwohl sich die...
Typ-2-Diabetes, der weltweit rund eine halbe Milliarden Menschen betrifft, resultiert aus der Unfähigkeit der Betazellen der Bauchspeicheldrüse, dem Körper ausreichend Insulin zuzuführen, um den Blutzuckerspiegel für ein gesundes Leben aufrechtzuerhalten. Unter der Leitung von Prof. Michele Solimena an der Technischen Universität Dresden und des Helmholtz Zentrum München, Dr. Anke M Schulte von Sanofi in Frankfurt, Dr. Mark Ibberson vom Schweizer Institut für Bioinformatik (Lausanne) und Prof. Piero Marchetti von der Universität von Pisa und als Teil des EU-Innovative Medicine Initiative (IMI) Forschungskonsortiums IMIDIA, haben die Wissenschaftler in einer gemeinsamen Studie einen ...
Wissenschaftlern des Paul-Drude-Instituts für Festkörperelektronik (PDI) ist es gelungen, das Kristallwachstum von Galliumoxid erstmalig mit einem katalytischen Effekt in seiner Ausbeute drastisch zu steigen. Der Effekt ist nicht nur eine Neuentdeckung, er ist auch übertragbar auf andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften wie die des Galliumoxids. Die Ergebnisse sind in „Physical Review Letters“ erschienen.

Halbleitende Oxide bilden eine neue und im Moment hochbeachtete Materialklasse der Halbleitertechnologie. Galliumoxid ist das dafür typische Material, das mit extremer Hochspannungsfestigkeit und optischer Transparenz im tiefen ultravioletten Spektralbereich bisher un...
DZIF-Wissenschaftler in München untersuchen die Ausbreitung der Frühsommer-Meningoenzephalitis – FSME – in Deutschland und stoßen dabei auf einen neuen möglichen Überträger der gefürchteten Hirnhautentzündung: die Zeckenart namens Ixodes inopinatus.

Spricht man über „Neu auftretende Infektionskrankheiten “, denkt man zunächst an Ebola, MERS, Chikungunya- oder Zika-Fieber. Doch auch in Deutschland gibt es gefährliche Zoonosen, von Tieren auf den Menschen übertragene Virus-Infektionen, die sich schnell ausbreiten können. Ein Beispiel ist die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME), eine virale Hirnhautentzündung, die tödlich enden kann. Diese Infektion tritt in imm...
Den Aufbau des Seeigelstachels im Nanomaßstab nutzte der Arbeitsbereich für Physikalische Chemie an der Universität Konstanz zur Entwicklung von deutlich bruchfesterem Zement

Der Stachel des Seeigels besteht zum größten Teil aus Kalk, einem sehr spröden und damit brüchigen Material. Tatsächlich ist der Seeigelstachel jedoch sehr viel bruchfester als Kalk. Der Grund dafür liegt in seiner „Backsteinmauer-Architektur“, mit der die Natur Materialien optimiert. Der Arbeitsgruppe für Physikalische Chemie von Prof. Dr. Helmut Cölfen ist es gelungen, dieses „Ziegelstein-Mörtel-Prinzip“ für das Baumaterial Zement im Nanomaßstab nachzubauen. Im Zuge dessen konnten Makromol...
Über die Menge an Kalzium in und um Zellen, werden wichtige Prozesse im Körper gesteuert. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München entwickelte jetzt das erste Sensormolekül, dass Kalzium mit der strahlungsfreien Bildgebungsmethode Optoakustik im lebenden Tieren sichtbar machen kann. Zellen müssen hierfür nicht genetisch verändert werden und es entsteht keine Strahlenbelastung.

Über die Menge an Kalzium in und um Zellen, werden wichtige Prozesse im Körper gesteuert. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München entwickelte jetzt das erste Sensormolekül, dass Kalzium mit der strahlungsfre...
Antikörper verteidigen unseren Körper gegen Eindringlinge. Die Moleküle bestehen aus Proteinen mit angehängten Zuckern, wobei bisher teilweise unklar war, nach welchem Bauplan letztere angehängt werden. Für die Zeitschrift ‚Nature Communications‘ haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München diesen Bauplan nun im Rechner ergänzt und anschließend im Labor bestätigt.

Konkret untersuchten die Autoren IgG-Antikörper.* Sie sind die häufigsten Antikörper im Blut und wirken vor allem gegen Viren und Bakterien. „Sie haben die typische Form eines Y und bestehen zu einem Großteil aus Protein“, erklärt Elisa Benedetti, Doktorandin am Institute...
Für Elektrofahrzeuge und andere mobile Geräte, die elektrische Energie benötigen, sind Batterien unverzichtbar. Damit der Nutzer anhand des Ladezustands der Batterie zum Beispiel Reichweite und Nutzungsdauer einschätzen kann, werden derzeit aufwendige Batteriemanagementsysteme (BMS) benötigt, die selbst einen Teil der Energie verbrauchen. Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC entwickelt im Projekt SoCUS kostengünstige Sensorsysteme, die direkt in die Batterie integriert werden und den Ladezustand zuverlässiger messen können als marktübliche Systeme.

Stationäre Energiespeicher, Elektroautos oder andere Geräte werden permanent durch Batteriemanagementsysteme über...
Transistoren auf der Basis von Kohlenstoff-Nanostrukturen – was nach Zukunftsmusik klingt, könnte in wenigen Jahren schon Realität sein. Einem internationalen Forscherteam mit Beteiligung der Empa ist es nun gelungen, Nanotransistoren aus nur wenigen Atomen breiten Graphenbändern zu produzieren, wie sie in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals «Nature Communications» berichten.

Nur wenige Atome breite Graphenbänder, sogenannte Graphen-Nanoribbons, haben spezielle elektrische Eigenschaften, die sie zu viel versprechenden Kandidaten für die Nanoelektronik der Zukunft machen: Während Graphen – eine nur ein Atom dünne, bienenwabenförmige Kohlenstoffschicht – ein leitendes...
Lotus-Effekt für Hochofen-Teile: Mit einer flüssigkeits- und hitzeabweisenden Oberfläche für Kupfer ist Prof. Christoph Neinhuis und Dr. Wilfried Konrad von der Fakultät Biologie der TU Dresden eine ressourcen-, geld- und zeitoptimierende Technologie geglückt. Sie überträgt das evolutionäre Erfolgsrezept des Lotus-Effekts auf Kupfer-Blasformen: jene Bauteile, die Heißluft in einen Hochofen einblasen und oft durch flüssiges Metall zerstört werden.

„Als Jörg Adam mit der Idee auf mich zukam, habe ich sie für verrückt erklärt“, sagt Neinhuis. Dr. Adam vom VDEh-Betriebsforschungsinstitut in Düsseldorf initiierte das Projekt 2013. Nun hat die interdisziplinäre Gruppe ...
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