Empa 2007: Praxisnahe Forschung und Technologieentwicklung

Forschung, die nützt. So etwa könnte – etwas salopp – das Selbstverständnis der Empa und ihrer Wissenschaftlerinnen und Ingenieure auf den Punkt gebracht werden. Ob es nun innovative Produkte oder Technologien sind, die – meist in Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie – an der Empa entwickelt werden, technisch anspruchsvolle Dienstleistungen – sozusagen «Auftragsforschung» –, neutrale Expertisen oder Gutachten etwa im Auftrag der Bundesbehörden oder auch verschiedene Benutzerlabors, an denen Partner und Kunden auf die vielfältige Infrastruktur der Empa zurückgreifen können – sämtliche Aktivitäten dienen dem Wissens- und Technologietransfer in Industrie und Gesellschaft. Einige Highlights stellen Empa-Forscher am 20. Juni den Medien vor. Gewissermassen zur Einstimmung gibt Empa-CEO Louis Schlapbach einen Überblick darüber, was die Empa im vergangenen Jahr bewegt hat und wie sie sich entwickelte. Dass 2006 ein äusserst erfolgreiches Jahr war, spiegelt sich unter anderem in den zahlreichen Preisen und Auszeichnungen, welche Empa-ForscherInnen in Empfang nehmen durften, aber auch in den unzähligen Projekten, welche mit Partnern aus Hochschule und Industrie in Angriff genommen bzw. erfolgreich abgeschlossen wurden. Danach präsentieren vier Empa-Forscher ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeiten und zeigen so, dass die Empa den Brückenschlag aus den Labors zur praktischen Anwendung in allen Dimensionen angeht – von nur wenige Nanometer grossen (oder besser kleinen) Bauteilen über Fahrzeuge mit innovativen Antriebssystemen bis zu ultraleichten Bauteilen für Brücken und andere Bauwerke.  

Nanobausteine für die Elektronik von morgen – Forscher spielen Lego mit Molekülen
In modernen Prozessoren sind einzelne Transistoren schon heute weniger als 50 Nanometer gross. Damit stossen die elektronischen Bauteile langsam, aber sicher ins «Reich» der Moleküle und Atome, den Nanokosmos, vor. Es verwundert daher kaum, dass bereits intensiv an der Möglichkeit geforscht wird, einzelne Moleküle beispielsweise als elektrische, optische oder magnetische Schalter zu nutzen. Unter den verschiedenen Herausforderungen, die für die Entwicklung einer molekularen Elektronik zu bewältigen sind, beschäftigen sich die Forscher der Abteilung «nanotech@surfaces» der Empa in Thun mit der Frage, wie durch molekulare Selbstorganisation hoch geordnete supramolekulare Strukturen auf Oberflächen erzeugt werden können. Diese molekularen Netzwerke könnten laut Empa-Forscher Oliver Gröning ein erster Schritt sein in Richtung zukünftige «Nano-Schaltkreise» mit verschiedenen Bauteilen.

Schädlinge als Nützlinge – Biotech macht Fichten- und Tannenholz besser nutzbar  Fichten und Tannen prägen mit 62 Prozent Baumbestand das Gesicht der Schweizer Wälder. Neben einigen guten Eigenschaften – mechanische Festigkeit und leicht zu bearbeiten – haben Fichten- und Tannenholz aber auch einige Schwachstellen. Sie sind weder sehr dauerhaft noch sehr widerstandsfähig bei hoher Beanspruchung. Kommt hinzu, dass sich die beiden Holzarten nur schlecht mit Holzschutzmitteln oder anderen Holzveredlern imprägnieren lassen, etwa zur Herabsetzung der Entflammbarkeit, zur Erhöhung der Härte oder zum Schutz vor UV-Strahlen. Das schränkt den Einsatz der beiden Holzarten stark ein, zum Beispiel als Bauholz im Aussenbereich. Um bestimmte Holzeigenschaften gezielt zu verbessern, setzt das Team von Francis Schwarze von der Abteilung «Holz» der Empa in St. Gallen seit einiger Zeit Holzschädlinge als Nützlinge ein. So verringern gewisse Pilze etwa die Dichte von Geigenholz, was einen besseren Klang erzeugt. Schwarze setzt «seine» Pilze aber auch ein, um die Imprägnierbarkeit von Fichten- und Tannenholz zu verbessern und sie dadurch widerstandsfähiger und beständiger zu machen.

hy.muve – Kommunale Nutzfahrzeuge werden umweltfreundlich dank Wasserstoffantrieb Christian Bach von der Abteilung «Verbrennungsmotoren» der Empa in Dübendorf stellt anschliessend das „hy.muve“-Projekt vor. Im Rahmen dieses Kooperationsprojektes entwickeln die Empa, das PSI (Paul Scherrer Institut), die Universität Bern sowie zwei Industriepartner ein wasserstoffbetriebenes Kommunalfahrzeug, das anschliessend während mindestens 18 Monaten im praktischen Einsatz erprobt wird. Dadurch soll interessierten Kreisen wie Gemeinden und Städten, aber auch anderen potenziellen Anwendern der Wasserstofftechnologie der Zugang zu diesem viel versprechenden Energieträger erleichtert und die Praxistauglichkeit des Wasserstoffantriebs unter Beweis gestellt werden. Ziel des Projektes ist es, den Energieverbrauch im täglichen Einsatz unter «normalen» Bedingungen gegenüber aktuellen Diesel-Antrieben zu halbieren.

Tensairity – stabile, tragende und leichte Bauteile für echte «Luftschlösser»
Eine Membran, eine Hand voll Stangen, ein Kabel – und Luft: Richtig kombiniert ergibt sich aus dieser etwas merkwürdig anmutenden Kombination eine Leichtbautragstruktur namens «Tensairity». Das «Center for Synergetic Structures», eine öffentlich-private Partnerschaft zwischen der Empa und prospective concepts/Festo, untersucht seit gut einem Jahr unter der Leitung von Rolf Luchsinger an der Empa in Dübendorf dieses innovative Tragkonzept, das schon in Dächern – beispielsweise in einem Parkhaus in Montreux – und in einer grossen Brücke im Einsatz steht. Im aktuellen Projekt untersuchen die Forscher um Luchsinger das Potential von Tensairity-Bauteilen für Flügelstrukturen. Im Flugzeugbau wäre die Tensairity-Technologie aufgrund des geringen Gewichtes von besonderem Interesse.

Einladung zur Jahresmedienkonferenz 2007