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KIT.kompakt - monatliche Pressenachrichten (Ausgabe 06/2021)
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Sehr geehrte Journalistin, sehr geehrter Journalist,
heute erhalten Sie die aktuelle Ausgabe der monatlichen Pressenachrichten aus dem Karlsruher Institut für Technologie. Wir wollen Sie in kompakter Form über spannende Forschungsthemen informieren und freuen uns, wenn passende Nachrichten für Ihre redaktionelle Berichterstattung dabei sind. Gerne vermitteln wir Ihnen für weitere Informationen auch passende Ansprechpersonen. Über einen Beleg Ihrer Berichterstattung freuen wir uns.
Freundliche Grüße
Ihr Presseservice des KIT
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Evolutionsforschung: Jugend und Erwachsenenleben von Steinfliegen
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Die Metamorphose führt bei Insekten meist zu völlig verschieden aussehenden Larven- und Erwachsenenstadien: Schmetterlinge unterscheiden sich etwa deutlich von ihren Jungstadien, den Raupen. Dies ermöglicht eine Anpassung an unterschiedliche Lebensräume. Ein Forschungsteam unter Federführung der Universität Bonn widerlegte nun diese gängige These der Evolutionsforschung bei Steinfliegen, indem es zahlreiche Insekten an Teilchenbeschleunigern untersuchte – die meisten davon an den Experimentierstationen des Instituts für Photonenforschung und Synchrotronstrahlung (IPS), die an der KIT Light Source angesiedelt sind.
„Mithilfe unserer Hochdurchsatz-Röntgenbildgebung können wir schnelle 3-D-Scans im Minutentakt durchführen und auch kleinste Details der winzigen Insekten sichtbar machen“, sagt Dr. Thomas van de Kamp vom IPS des KIT. „Auf Grundlage der 3-D-Daten konnten dann die genaue Form der Köpfe und Mundwerkzeuge charakterisiert und mit Daten zu Fressverhalten und Habitatnutzung aus fast 1 000 wissenschaftlichen Publikationen verglichen werden.“ Dabei zeigte sich, dass die Kopfform der erwachsenen Steinfliegen stark durch die Larven beeinflusst wird. Das bedeutet, dass der Wechsel vom Larven- zum Erwachsenenstadium bei Steinfliegen nicht mit einer ausgeprägten Entkopplung der beiden Stadien einhergeht und die Lebensweise der Jungtiere grundsätzlich das Aussehen der erwachsenen Tiere bestimmt. Laut den Forschenden zeigt die Studie erstmals, wie stark aufeinanderfolgende Lebensstadien bei Insekten ohne Puppenstadium gekoppelt sind. (swi)
Weitere Informationen:
doi.org/10.1098/rspb.2021.0616
Bildunterschrift: Die Steinfliege lebt als Larve in Bachläufen und als erwachsenes Tier an Land. (Foto: Peter T. Rühr)
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Windkraft: Schöne Landschaften beeinflussen den Bau von Windrädern
Einer der Gründe für den Widerstand gegenüber Windrädern ist deren Einfluss auf das Landschaftsbild. Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung des KIT hat unter der Leitung der University of Aberdeen untersucht, wie sich eine schöne Umgebung auf die Planung von Windparks in Großbritannien auswirkt. Die Studie soll politische Entscheidungsträger dabei unterstützen, den Kompromiss zwischen sozialer Akzeptanz und Kosteneffizienz bei Windkraftstandorten zu finden, um zukünftige klimaneutrale Energiesysteme optimiert planen zu können. Die Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlicht.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzten eine Webseite, auf der Menschen Bilder von Landschaften in ganz Großbritannien auf einer Skala von eins bis zehn nach ihrem landschaftlichen Reiz bewerteten. „Wir haben über eine Million Bewertungen mit Zulassungen oder Ablehnungen von Windpark-Planungsanträgen in diesen Gebieten verglichen“, erklärt Jann Weinand vom Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion des KIT. „Es hat sich gezeigt, dass Windkraftprojekte in schönen Landschaften eher abgelehnt werden als in weniger attraktiver Umgebung.“ Die Untersuchung des nationalen Windenergie-Potenzials verdeutliche, dass der Ausschluss der schönsten Landschaften als Standort für Windparks zu einer um 18 Prozent reduzierten Stromerzeugung führe, sagt Weinand. Da diese Orte oft sehr gute Windbedingungen aufwiesen, entstünden außerdem bis zu 26 Prozent höhere Kosten für den Betrieb – und somit auch höhere Preise für Verbraucherinnen und Verbraucher. (swi)
Weitere Informationen:
rdcu.be/clSoB
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Medizin: Erhöhte Wirksamkeit bei Leukämiebehandlung
Die akute myeloische Leukämie (AML), im Volksmund Blutkrebs, ist eine bösartige Erkrankung des blutbildenden Systems. AML ist bei Erwachsenen eine der häufigsten akuten Leukämieformen mit der schlechtesten Prognose. Eine intensive Chemotherapie ist meist aufgrund ihrer Toxizität nicht möglich. Zwar gab es einen Durchbruch mit dem Medikament Venetoclax, jedoch entwickelten einige Patientinnen und Patienten gegen diese Form der Therapie eine Resistenz. Forschenden des KIT ist es nun gelungen, die Signalwege zu verstehen, die an dieser Resistenzbildung beteiligt sind. Über die Ergebnisse berichtet das Team in der Fachzeitschrift Blood.
„Wir konnten dadurch die verantwortlichen Verbindungen in den untersuchten Zellen gezielt angreifen und damit der Resistenzbildung entgegenwirken“, sagt Professorin Véronique Orian-Rousseau vom Institut für Biologische und Chemische Systeme des KIT. Für die Ausbildung der Resistenz bei der Behandlung mit Venetoclax sind Stammzellen im Knochenmark verantwortlich. In seiner Arbeit zeigte das Wissenschaftsteam, dass für die Resistenzbildung die Aktivierung eines bestimmten Signalwegs relevant ist und dass auch bestimmte Moleküle beteiligt sind. „Mithilfe von Tiermodellen wie Zebrafisch und Maus konnten wir nachweisen, dass die Blockierung dieses Signalwegs die Zellen für eine Behandlung mit Venetoclax sensibilisiert“, so Orian-Rousseau. (rli)
Weitere Informationen:
ashpublications.org/blood/article-abstract/doi/10.1182/blood.2020006343/476061/CD44-loss-of-function-sensitizes-AML-cells-to-the
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Photovoltaik: Open-Source-Werkzeuge für die Ertragssimulation
Gegenüber der fossilen Energieerzeugung sind Photovoltaikanlagen längst wettbewerbsfähig. Noch attraktiver wird ein Ausbau der klimafreundlichen Technologie mit Solarzellen der nächsten Generation, wie etwa neuartigen perowskitbasierten Tandem-Solarzellen. Diese erreichen im Labor bereits Rekordwirkungsgrade von bis zu 29,5 Prozent. Doch durch die Komplexität der neuartigen Bauelementarchitekturen wird auch die Energieertragsberechnung komplexer.
„Wie viele Kilowattstunden eine Photovoltaikanlage produziert, hängt von vielen Faktoren ab“, sagt Tenure-Track-Professor Ulrich W. Paetzold, der sowohl am Lichttechnischen Institut als auch am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT tätig ist. „Wichtig sind natürlich der Standort und der Aufstellwinkel einer Solarzelle. Aber auch die Position der Sonne am Himmel hat Einfluss auf den Ertrag.“ Gemeinsam mit seinem Team hat er die Software EYCALC (Energy Yield Calculator) entwickelt, mit der es möglich ist, den jährlichen Energieertrag mit stündlicher Auflösung für verschiedene Standorte (derzeit ca. 1 000 Standorte in den USA) unter Berücksichtigung dieser zeitlich variablen Parameter zu ermitteln. Verwendet werden dabei reale Einstrahldaten spezifischer Lokalitäten. Die Solarzellen können unter konstanter Neigung oder mit verschiedensten Nachführalgorithmen untersucht werden. Die Simulationssoftware eigne sich für alle herkömmlichen, vor allem aber erstmals für neuartige Solarzellen-Architekturen mit hoher Komplexität, sagt Paetzold. Als Open-Source Werkzeug steht EYCALC allen Nutzerinnen und Nutzern zur Verfügung. (mhe)
Weitere Informationen:
github.com/PerovskitePV/EYcalc
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Bioökonomie: Biofabrik im Miniformat
Pflanzen erzeugen über 200 000 chemische Verbindungen, viele davon mit medizinischer Wirkung. Da solche Heilpflanzen selten sind, wäre die Produktion von Wirkstoffen in Zellkulturen eine gute Alternative. Dies ist jedoch bislang schwierig, da die Verbindungen oft in einer Teamarbeit unterschiedlicher Zelltypen entstehen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT konnten nun einen Bioreaktor entwickeln, mit dem sich diese Teamarbeit nachahmen lässt. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Protoplasma.
„Mit unserem modularen Chipsystem stellen wir die Zusammenarbeit von Pflanzenzellen durch chemische Signale technisch nach. Dazu haben wir Bioreaktoren mit verschiedenen Zelltypen durch einen Fluss verbunden, der Signale oder Zwischenprodukte von Modul zu Modul transportiert“, sagt Professor Andreas Guber vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT. Wozu sich dieser Chip einsetzen lässt, wurde in einer interdisziplinären Kooperation aus Ingenieurskunst und Wissenschaft exemplarisch untersucht. So gelang es etwa, ein kleines Ökosystem auf dem Chip nachzustellen, indem Pflanzen- und Pilzzellen gemeinsam kultiviert wurden. „Es handelt sich um Pilze, die im Holz von Weinstöcken leben und seit einigen Jahren als Reaktion auf die trockenen, heißen Sommer Toxine bilden, die den Zusammenbruch der Rebstöcke bewirken“, so Professor Peter Nick vom Botanischen Institut des KIT. Die Bildung dieser Phytotoxine konnte mit dem Chip nachvollzogen und erste Toxine konnten molekular aufgeklärt werden. Die Forschungsarbeiten wurden im Projekt „DialogProTec“ durchgeführt und aus Mitteln des EU-Regionalfonds gefördert. (rli)
Weitere Informationen:
link.springer.com/article/10.1007/s00709-021-01650-0
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Quantencomputer: Schaltkreise im Untergrund länger stabil
Supraleitende Schaltkreise, also solche, die Strom ohne elektrischen Widerstand leiten, sind eine der führenden Technologien bei der Entwicklung von Quantencomputern. Die Information wird dabei in Qubits gespeichert, die im Gegensatz zu klassischen Bits aber nicht nur die Werte Null und Eins, sondern theoretisch unendlich viele Überlagerungszustände einnehmen können. Eine der größten Herausforderungen liegt darin, dass die supraleitenden Qubits ihren Zustand nur für sehr kurze Zeit bewahren können, da sie durch verschiedene Einflüsse wie Radioaktivität gestört werden. Einer Arbeitsgruppe des KIT und des italienischen Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ist es nun im Untergrundlabor Laboratori Nazionali del Gran Sasso gelungen, die Bausteine der Qubits vor den Auswirkungen natürlicher Radioaktivität zu schützen und dadurch deren Stabilität deutlich zu verbessern. Die Arbeiten wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
„Unter 1 400 Metern Fels wird die natürliche Radioaktivität durch kosmische Strahlen um den Faktor eine Million reduziert“, erläutert Francesco Valenti vom Physikalischen Institut des KIT. „Radioaktivität induziert auf demselben Chip gleichzeitige Fehler in Schaltkreisen. Das ist für Quantenprozessoren besonders nachteilig, denn deren Fehlerkorrektur basiert darauf, dass die anderen Qubits noch Informationen erhalten können, wenn in einem Qubit ein Fehler auftritt.“ (jh)
Weitere Informationen:
nature.com/articles/s41467-021-23032-z
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Innovation: KIT-Gründerschmiede unterstützt Start-ups
Ob Künstliche Intelligenz, Clean Energy, Smart Production oder Cyber Security. Ob Entwicklungen aus der Forschung oder innovative Ideen direkt aus dem Studium: Am KIT entstehen zahlreiche neue Lösungen und Geschäftsideen. Gründungsinteressierten und Start-ups bietet das Team der KIT-Gründerschmiede einen Rundum-Service – von der (Weiter-)Entwicklung der ersten Idee bis zum Marktgang. Die Themenvielfalt reicht von klimaneutralen Kraftstoffen über Entwicklungen für die Medizintechnik und Lösungen für das Bauwesen bis zu Handyspielen. Diese und weitere Erfolgsstorys stellt die KIT-Gründerschmiede auf ihren neuen Webseiten vor. Diese bieten außerdem alle Informationen zum Gründen am KIT. (mle)
Weitere Informationen:
kit-gruenderschmiede.de
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Fitness und Gesundheit in der ganzen Lebensspanne: Die Bedeutung von Bewegung und Sport für zentrale Entwicklungsbereiche, Gesundheit, Motorik, Soziales und Kognition des Einzelnen in der zunehmend technisierten Gesellschaft ist zentrales Forschungsthema des Sportwissenschaftlers Professor Alexander Woll. Der Leiter des Instituts für Sport und Sportwissenschaft des KIT befasst sich mit der Diagnostik und dem Qualitätsmanagement von körperlicher Aktivität und Sport und entwickelt Bewegungskonzepte für alle Altersgruppen. „Wir haben die ganze Lebensspanne des Menschen im Blick: Uns beschäftigt, wie sich Kinder aus ihrer zunehmend digitalen Welt abholen und zu Bewegung und Sport motivieren lassen, wie es gelingt, Menschen nach einer Erkrankung oder einem Unfall wieder in Bewegung zu bringen, und wie Fitness im Alter erhalten bleibt“, sagt Woll. Daneben gilt sein Interesse auch den Ballsportarten, insbesondere dem Fußball als Leistungssport und der damit verbundenen Leistungsdiagnostik. (che)
Weitere Informationen: sek.kit.edu/kit-experten_woll.php
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Medienübergreifendes Abo für Bezahlinhalte: Eine App, die journalistische Inhalte aus verschiedenen Quellen bündelt und gleichzeitig Zugang zu den Bezahlinhalten von Partnermedien bietet, hat das Unternehmen Articlett UG, ein Start-up aus dem KIT, entwickelt. Auf Basis eines Abonnements können Kundinnen und Kunden ein Wortguthaben erwerben, das flexibel für alle Bezahlinhalte eingesetzt werden kann. In der Testphase erhalten Nutzerinnen und Nutzer den Basic-Tarif mit 25 000 Wörtern monatlich. Weitere Tarife sind in Planung. Leserinnen und Leser haben somit zu einem bestimmten Thema Zugriff auf die Inhalte mehrerer Informationsquellen; Partnerinnen und Partner bekommen durch die zusätzlichen Einnahmen Unterstützung in ihrer Arbeit und Weiterentwicklung. Momentan bietet Articlett das Abo für Bezahlinhalte kostenfrei und zunächst nur für Studierende an. (che)
Weitere Informationen: articlett.de
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Aktuelle Presseinformationen
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Mittwoch, 30. Juni, 9:00 bis 18:00 Uhr, online
Digitaler Innovationstag NEULAND am KIT
Das Innovations- und Relationsmanagement des KIT präsentiert die neuesten Technologien und Ausgründungen auf dem ersten digitalen Innovationstag des KIT - einer virtuellen Begegnungsplattform für alle, die sich für die Themen Innovation, Technologietransfer und Unternehmensgründungen am KIT interessieren.
kit-neuland.de/de/innovationstag/neuland-der-innovationstag
SAVE THE DATE: Sonntag, 5. Oktober, bis Freitag, 10. Oktober 2021, Karlsruhe
KIT Science Week
Das neue Veranstaltungsformat kombiniert eine hochrangige internationale wissenschaftliche Konferenz mit dialogischen Formaten für die Öffentlichkeit. Wissenschafts- und kulturbegeisterte Bürgerinnen und Bürger erhalten unter dem Titel „Der Mensch im Zentrum Lernender Systeme“ im Herbst 2021 exklusive Einblicke in die unterschiedlichsten Facetten der Forschung.
Erste Einblicke in die Programmvielfalt der KIT Science Week erhalten Sie unter scienceweek.kit.edu.
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Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 600 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen.
Seine etwa 23 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.
Kontakt:
Monika Landgraf
Leiterin Gesamtkommunikation
Pressesprecherin
Margarete Lehné
Stellvertretende Pressesprecherin
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 721 608-41157
E-Mail: margarete.lehne@kit.edu
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