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Archäologische Sensation: Bronzezeitliches Holz wie frisch erhalten.

Neue archäologische Entdeckungen im Königspalast von Qatna in Syrien: Mehrstöckige Räume, verstürzte Deckenbalken, Tontafeln, und ein Elefant

(idw). Die Fortsetzung der archäologischen Ausgrabungen in der historisch höchst bedeutenden bronzezeitlichen Königsstadt Qatna (modern Tell Mishrife, 200 km nördlich von Damaskus) in Syrien hat überraschende neue Ergebnisse erbracht. Seit 1999 gräbt ein deutsch-syrisches Archäologenteam unter der gemeinsamen Leitung von Prof. Dr. Peter Pfälzner und Heike Dohmann-Pfälzner vom Altorientalischen Seminar der Universität Tübingen und Dr. Michel Maqdissi von der Antikendirektion Damaskus im bronzezeitlichen Königspalast von Qatna, der in der Zeit zwischen 1700 und 1340 vor Christus erbaut und benutzt wurde. 2002 waren hier ein wichtiges Keilschrift-Archiv und das berühmte Königsgrab gefunden worden. In der 10. Ausgrabungskampagne von Juli bis September 2008 haben die Tübinger Archäologen den Westflügel des Königspalastes entdeckt und teilweise freigelegt, der durch einen außergewöhnlich guten Erhaltungszustand ausgezeichnet ist. Die architektonischen Untersuchungen sorgten für eine große Überraschung: Das Gebäude muss in diesem Teil ehemals dreistöckig gewesen sein. Das oberste Stockwerk ist durch Erosion zerstört worden. Die beiden unteren Stockwerke aber sind vollständig erhalten geblieben. Die Mauern aus Lehmziegeln ragen noch bis zu 5,20 Meter auf. Darunter liegen Fundamente von 3,10 Metern Höhe. Zusammengenommen besitzen die Ruinen des Westflügels des Königspalastes eine Höhe von 8,30 Metern. Zum ersten Mal ist in Vorderasien ein derartig gut erhaltenes, mehrstöckiges Lehmziegelgebäude aus der Bronzezeit gefunden worden.

Diese Entdeckung liefert eine Reihe wichtiger neuer Erkenntnisse für die Baugeschichte des Alten Orients. Durchgänge und Türen, Fußböden und Decken haben sich hier in ungewöhnlicher Vollständigkeit erhalten. Teilweise eingestürzte Balkendecken tragen die Fußböden des oberen der beiden erhaltenen Stockwerke, welches bisher ausgegraben worden ist. Einzigartig ist die Aufdeckung von vier in einer Flucht liegenden Türen mit einem jeweils vollständig erhaltenen Bogen aus Lehmziegeln. Sie gehören zu den am besten erhaltenen bronzezeitlichen Bogenkonstruktionen des gesamten Vorderen Orients.

Direkt an den Westflügel angrenzend wird bereits seit mehreren Jahren von den Tübinger Archäologen der voluminöse Palastbrunnen ausgegraben. Jetzt gelang dem Team auch hier eine archäologische Sensation: In 17 Meter Tiefe unter den Palastfußböden wurden in dem weiten Brunnenschacht große Mengen von Feuchtholz gefunden, das bei der Zerstörung des Palastes um 1340 vor Christus in die Tiefe gestürzt war. Die Hölzer wurden in originaler Lage angetroffen, so wie sie Jahrtausende vorher aufeinander gefallen waren. Aufgrund des feuchten Erdreichs hat sich das bronzezeitliche Holz in fast frisch wirkendem Zustand erhalten. Es fanden sich große Deckenbalken von 5 Metern Länge und 800 kg Gewicht, aber auch Holzdielen und Kanthölzer mit regelmäßigen Zapflöchern. Das Holz muss sowohl von einer zerstörten Balkendecke, als auch von anderen Holzkonstruktionen innerhalb des Raumes stammen. Für die hoch entwickelte altorientalische Zimmermannstechnik vor 3500 Jahren liefern diese im ariden Syrien bisher einmaligen Funde wertvolle neue Erkenntnisse.

Ein Raum des Westflügels des Königspalastes enthielt noch unfangreiche Bestandteile seines ehemaligen Inventars. Dazu gehören Hunderte von Keramikgefäßen, Steinperlen sowie zahlreiche Abrollungen von kunstvoll geschnittenen Siegeln auf Plomben und Verschlüssen von Waren. Besonders wichtig sind drei mit Keilschrift beschriebene Tontafeln. Sie stellen sicherlich Verwaltungsdokumente aus dem Königspalast dar und versprechen nach ihrer Entzifferung wichtige Hinweise auf die Aktivitäten im Palast zu geben.

Als sensationell kann die Entdeckung von mehreren großen, intakten Knochen eines Elefanten gelten. Sie waren in zwei Räumen des Königspalastes zu einem noch unbekannten Zweck um ca. 1400 vor Christus abgelegt worden. Es handelt sich um den bisher umfangreichsten und vollständigsten archäologischen Fund von Elefantenknochen in Syrien. Diese Entdeckung ist für die Naturgeschichte der heute größtenteils ariden und baumlosen Landschaften Syriens von großer Bedeutung. Die Elefanten müssen während der Bronzezeit in Sümpfen im Tal des Orontes westlich von Qatna gelebt haben. Die Knochen werden jetzt von der Archäozoologin Dr. Emmanuelle Vila (Lyon) zoologisch und gentechnisch untersucht, mit dem Ziel, die Herkunft der syrischen Elefanten zu klären.

Historisch ist dieser Fund mit den Berichten der ägyptischen Pharaonen Thutmosis I (um 1500 v. Chr.) und Thutmosis III. (um 1450 v. Chr.) über die Jagd auf Elefanten in Westsyrien während ihrer dorthin unternommenen Feldzüge zu verbinden. Letzterer berichtet sogar darüber, 120 Elefanten in Westsyrien gejagt und getötet zu haben – unweit von Qatna. Die historischen Berichte und der archäologische Fund stammen aus derselben Zeit. Der Fund in Qatna belegt folglich, dass die propagandistischen Berichte der ägyptischen Herrscher über Elefantenjagden in Syrien auf realen Voraussetzungen beruhen. Außerdem wird durch diese Entdeckung belegt, dass nicht nur die Pharaonen, sondern auch die syrischen Könige in der damaligen Zeit Elefanten jagten. Die Elefantenknochen dürften einst als Jagdtrophäe oder vielleicht auch als eine besondere Mahlzeit in den Königspalast von Qatna gebracht worden sein.

Die Jagden, die in erster Linie dem Erhalt des wertvollen Elfenbeins und auch der Selbstdarstellung der Könige dienten, und insbesondere die ägyptischen Tiermassaker der Späten Bronzezeit führten allerdings zur vollständigen Ausrottung der Elefanten in Syrien. Hiermit wird ein Licht geworfen auf ein frühes Beispiel einer rücksichtslosen Ausrottung einer Großwildart in einer gesamten Region durch eine hoch entwickelte Zivilisation. Der Elefant von Qatna ist deshalb zugleich Sinnbild für die Macht und das Prestige der alten syrischen Könige als auch für einen unverantwortlichen Raubbau an der Umwelt aus Profitgründen.
Weitere Informationen:
Prof. Dr. Peter Pfälzner
Altorientalisches Seminar
Schloss Hohentübingen
72070 Tübingen
Tel.: 07071-2976771
E-Mail: peter.pfaelzner@uni-tuebingen.de

Weg vom Erdöl! Biomasse als alternative Kohlenstoffquelle.

Video: Wie aus Tiefseebakterien nützliche Enzyme für die Energiegewinnung und Anwendung in der chemischen Industrie gewonnen werden.

(idw). Erdöl wird immer teurer – das bekommt auch die chemische Industrie zu spüren. Eine alternative Kohlenstoffquelle ist Biomasse.

Erdöl ist der Ausgangsstoff für viele Produkte der chemischen Industrie. Doch dieser fossile Rohstoff wird immer knapper und teurer. Eine Alternative ist es, nachwachsende Rohstoffe zu nutzen. Doch müssen Bioethanol und Co. aus Nahrungsmitteln wie Zuckerrohr oder Getreide gewonnen werden? Nein. Über die weiße Biotechnologie lassen sich chemische Stoffe auch aus Abfallprodukten der Lebensmittelindustrie oder Restbiomasse aus der Forst- und Landwirtschaft oder Reststoffen gewinnen. Wie das gehen kann, demonstrieren Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart am Beispiel der biotechnischen Verwertung von Raps, Molke und Krabbenschalen.

Kunststoff und Lacke aus Raps
Bei der Herstellung von Biodiesel aus Rapsöl fällt als Nebenprodukt Rohglyzerin an. Wissenschaftler am IGB haben nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Rohglyzerin in 1,3-Propandiol umsetzen lässt – einen chemischen Grundstoff für die Herstellung von Polyestern oder Holzlacken. Bislang wird 1,3-Propandiol chemisch synthetisiert. Es gibt aber auch Mikroorganismen, die Glyzerin zu 1,3-Propandiol umsetzen können. So produziert das Bakterium Clostridium diolis den chemischen Grundstoff für die Herstellung von Polyestern oder Holzlacken in vergleichsweise hoher Ausbeute.

Bio-Plastik aus Molke
Ein Abfallprodukt bei der Herstellung von Milchprodukten ist Sauermolke. Bislang wird die Molke teuer entsorgt. Mit Hilfe von Michsäurebakterien lässt sich der in der Sauermolke enthaltene Milchzucker (Lactose) jedoch zu Milchsäure (Lactat) umsetzen. Lactat dient nicht nur als Konservierungs- und Säuerungsmittel in der Lebensmittelherstellung, sondern kann auch als Grundstoff in der chemischen Industrie eingesetzt werden – zum Beispiel in der Produktion von Polylactiden, biologisch abbaubaren Kunststoffen. Einweggeschirr und Schrauben für die Chirurgie aus Polymilchsäure gibt es bereits.

Feinchemikalien aus Krabbenschalen
Chitin ist nach Zellulose das am häufigsten vorkommende Biopolymer auf der Erde. Der nachwachsende Rohstoff fällt in der Aquakultur und bei der Verarbeitung von Meeresfrüchten wie Krabben in großen Mengen als Abfall an. In dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt “BioSysPro” untersuchen Forscher des IGB, ob sich Chitin durch den Einsatz von mikrobiellen Chitinasen als nachwachsender Rohstoff für die chemische Industrie erschließen lässt.

“Die Weiße Biotechnologie nutzt die Natur als chemische Fabrik. Herkömmliche chemische Produktionsprozesse werden durch den Einsatz von Mikroorganismen oder Enzymen ersetzt”, erläutert Prof. Thomas Hirth, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, den Ansatz. Auf der Messe Biotechnica vom 7. bis 9. Oktober in Hannover stellen die Forscher die Verfahren auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 9, Stand E29 vor.

Weitere Informationen:
Das Video ist Teil der DVD “Die Zukunft der Biotechnologie — Eine Deutschlandreise”, die im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Jahr 2008 entstanden ist und kostenlos auf der Webseite www.biotechnologie.de bestellt werden kann.

Atmosphärisches Kohlendioxid: Die ultimative Biokraftstoffquelle der Zukunft?

Video: Biokraftstoffe

(idw). Unabhängigkeit von den Erdöl exportierenden Ländern, Reduzierung der freigesetzten Treibhausgase, Schonung der zu Neige gehenden Ressourcen: Viele Gründe sprechen für einen Abschied von der Nutzung fossiler Brennstoffe. Wasserstofftechnologie und Solarenergie werden höchstwahrscheinlich die Antwort auf das globale Energieproblem sein – aber erst auf längere Sicht. Für eine erste, rasche Abhilfe könnte Bioenergie sorgen. Aus Biomasse lassen sich alternative kohlenstoffbasierte flüssige Kraftstoffe herstellen und so die gängige Technik automobiler Verbrennungsmotoren und die vorhandene Infrastruktur weiter nutzen. Gleichzeitig würde die chemische Industrie mit den als Rohstoffe benötigten Kohlenstoffverbindungen beliefert. Mark Mascal und Edward B. Nikitin von der University of California, Davis (USA), haben jetzt eine interessante neue Methode entwickelt, Cellulose direkt in furanbasierte Biokraftstoffe umzusetzen. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, liefert das einfache, kostengünstige Verfahren Furanverbindungen in bisher beispielloser Ausbeute.

Atmosphärisches Kohlendioxid sollte die ultimative Kohlenstoffquelle der Zukunft sein. Am effektivsten “geerntet” wird es durch die pflanzliche Photosynthese. Biotreibstoffe werden derzeit vor allem aus Stärke gewonnen, die zu Zuckern abgebaut und zu Ethanol fermentiert wird. Die am weitesten verbreitete Form von photosynthetisch fixiertem Kohlenstoff ist aber Cellulose. Das Problem: Die Spaltung von Cellulose in seine einzelnen Zuckerbausteine, die dann fermentiert werden könnten, ist ein langsamer, kostenintensiver Prozess. “Ein weiteres Problem ist die geringe Kohlenstoff-Wirtschaftlichkeit der Glucose-Fermentation,” erläutert Mascal, “für 10 g produziertes Ethanol werden zusätzlich 9,6 g CO2 freigesetzt.”

Könnte man auf Cellulosespaltung und Fermentation verzichten? Man kann, wie Mascal und Nikitin zeigen. Sie haben ein einfaches Verfahren entwickelt, mit dem Cellulose direkt in “Furanics” (Furan-basierte organische Flüssigkeiten) umgewandelt werden können. Furane sind Moleküle, deren Grundkörper von einem aromatischen Ring aus vier Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom gebildet wird. Hauptprodukt unter den von den Forschern entwickelten Reaktionsbedingungen ist 5-Chlormethylfurfural (CMF).

CMF lässt sich mit Ethanol zu Ethoxymethylfurfural (EMF) verknüpfen oder mit Wasserstoff zu 5-Methylfurfural umsetzen. Beide Verbindungen eignen sich als Kraftstoffe. EMF wurde bereits früher in Mischungen mit Diesel von Avantium Tecnologies, einem Spin-off von Shell, untersucht und als interessant eingestuft.

“Unsere Methode scheint die effektivste bisher beschriebene Umsetzung von Cellulose in einfache, hydrophobe organische Verbindungen zu sein,” so Mascal. “Außderdem wird die Kohlenstoffausbeute der Glucose- und Sucrose-Fermentation bei weitem übertroffen. Furanics könnten sich sowohl als Autokraftstoffe als auch als chemische Rohstoffquelle der Zukunft etablieren.”

Autor: Mark Mascal, University of California, Davis (USA)

Baukastenprinzip: Uralter Welterfolg bedeutet die Zukunft für Roboter-Modelle!

Weinheim (ptx) – „ Patent-Anspruch: Die Herstellung von Modellbauten aus Leisten verschiedener Länge, welche in einer gleichmäßigen Längeneintheilung vielfach gelocht und mittelst gerader oder gekrümmter V-förmiger Splintnadeln und dazu gehöriger Keile verbunden werden, während die Flächenfüllung durch Einschieben von Platten in die an Leisten angebrachten Nuthen bewirkt wird.“ Mit diesen schlichten Worten aus einer Patentschrift des Kaiserlichen Patentamts beginnt am 8. April 1888 vor genau 120 Jahren ein beispielloser Welterfolg: der Konstruktionsbaukasten.

In einem Jahr in dem Heinrich Rudolf Hertz die Grundlagen der drahtlosen Telegrafie entdeckt, George Eastman den Rollfilm-Fotoapparat erfindet, Dunlop den Luft gefüllten Reifen einführt und der Amerikaner Burroughs sich die Additionsmaschine patentieren lässt, kommt das interessanteste technische Spielzeug vieler Generationen gerade zur rechten Zeit. Die Industrialisierung und der gewaltige technische Fortschritt in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts lassen ein Verständnis-Vakuum bei der Bevölkerung entstehen, das ausgefüllt werden muss. Besonders die in dieser Umbruchzeit heranwachsenden Kinder sind auf die technischen Neuerungen in ihrem Umfeld neugierig. So ist es auch nicht verwunderlich, dass die Patentbeschreibung des 1. Konstruktions-baukastens mit dem Satz beginnt: „Die Erfindung bezweckt, durch ein leicht zusammenfügbares und wieder auseinander nehmbares Material Bauten der verschiedensten Art herzustellen, welche sowohl als Modelle, als auch zu lehrreichem Spielzeug dienen können.“ Auch heute im Zeitalter der Elektronik ist der Konstruktionsbaukasten als Spielzeug nicht wegzudenken.

Als Erfinder ist Otto Lilienthal genannt. Das ist im ersten Moment eine Überraschung. Aber beim genauen Hinsehen entpuppen sich die Gebrüder Otto und Gustav Lilienthal nicht nur als Flugpioniere, sondern sind auch der Pädagogik und künstlerischen Erziehung zugetan. Besonders Gustav Lilienthal arbeitet in einem reformerischen Arbeitskreis mit, der Schriften wie „Die Schulen der weiblichen Handarbeit“ oder „Jugendspiel und Arbeit“ herausgibt. Zudem entsteht in Zusammenhang mit diesen Tätigkeiten 1880 der Steinbaukasten, der später unter dem Namen „Richters Anker-Steinbaukasten“ weltberühmt wird. Der Architekt und Kinderfreund Gustav Lilienthal dürfte deshalb auch –wie es aus Briefwechseln hervorgeht- der wirkliche Erfinder des 1. Konstruktonsbaukastens gewesen sein, nur kann er nicht in Erscheinung treten, da er zu diesem Zeitpunkt ohne Vermögen und somit nicht kreditwürdig ist. Bruder Otto, der Ingenieur, muss also herhalten.

Auf der Leipziger Messe 1888 zeigen die Lilienthals neben verschiedenen architektonischen Modellen auch eine Windmühle. Die Beweglichkeit über die drehende Achse ist der erste konkrete Hinweis auf entsprechende weitere Modelle, die die technische Wirklichkeit darstellen können. Doch wahrscheinlich bricht in der Folgezeit der engagierte Architekt in Gustav durch, denn seine wichtigsten Vorzeige-Modelle beschränken sich auf den Eiffelturm, die damals kühnen Konstruktionen aus Glas und Stahl und auf pompös gestaltete Bahnhöfe.

Richtig Bewegung und somit Technik bringen dann andere Hersteller wie Matador, Walthers Stabilbaukasten und Meccano Anfang des 20. Jahrhunderts ins Spiel. Heute würde man allerdings von Me-Too-Produkten sprechen, denn das übernommene Basisprinzip eines Konstruktionsbaukastens mit gelochten Leisten in gleichmäßigen Abständen und passenden Verbindungselementen haben die Lilienthals erfunden. Normalerweise wird derjenige vom Leben bestraft, der zu spät kommt. Im Fall Lilienthal ist es genau umgekehrt: Sie sind zu früh und wohl auch mit zu wenig Kapital ausgestattet. Das erfinderische und vertriebliche Know-How nutzen schließlich andere und ernten die Früchte der Lilienthals.

Neben dem Stabilbaukasten von Walther macht besonders der Metallbaukasten von Meccano Furore. 1901 in England von Frank Hornby entwickelt, wird er auch bald in Deutschland zum Kassenschlager. Allerdings dauert der Siegeszug nur bis zum 1. Weltkrieg. Dann kassiert der deutsche Staat die in Berlin angemeldeten Meccano-Patente und verkauft sie an Märklin weiter. Die Zoll-Maße bei den Lochabständen weisen noch heute auf den Ursprung hin.

Der Metallbaukasten ist jahrzehntelang der Traum aller Jungen. Da wird getüftelt, geschraubt und konstruiert. Das ist nach 1945 schnell vorbei, denn neue Werkstoffe verändern auch die Welt der Spielzeuge. Mit Kunststoffen werden die Spielzeuge unempfindlicher und zudem ist die Verformung einfacher und die Einsatzmöglichkeiten sind vielseitiger. Die Spielwaren-Industrie erkennt diesen Trend schnell und folgt ihm. Vieles, was bisher aus Holz oder Metall gefertigt war, entsteht nun aus Kunststoff. Als erstes kommt Lego auf den Markt, allerdings lediglich als „Klötzchenspiel“, denn es sind fast nur architektonische Modelle ohne Bewegung möglich. Die Technik findet dort erst richtig im Laufe der 70er Jahre statt.

Fast 80 Jahre hält das Lilienthal’sche Konstruktionsbaukasten-Prinzip aus gelochten Leisten. Erst 1964/65 kommt mit dem fischertechnik-System von Artur Fischer im wahrsten Sinn des Wortes Bewegung in die Baukastenwelt Und das natürlich gleich aus Kunststoff. Statt gelochter Leisten oder Bleche, die mit Schrauben und Muttern verbunden werden, setzt er das Prinzip der Schwalbenschwanzbefestigung ein, bei dem Zapfen in Nuten geschoben werden. So erreicht er einen hohen Grad an Modellfestigkeit und Vielseitigkeit der einzelnen Bauteile. Die sichere Befestigung ist für Fischer kein unbekanntes Gebiet, denn als einer der weltgrößten Dübelhersteller hat er schon immer mit diesem Thema zu tun gehabt. Im übrigen ist auch die Entwicklung des fischertechnik-Systems eng mit dem Dübel verbunden: Nämlich immer wenn es weihnachtet, ärgert sich Fischer über die langweiligen und einfallslosen Weihnachtsgeschenke, die er von seinen Lieferanten bekommt, und die er letztlich auch seinen Kunden überreicht. So entsteht die Idee, ein Befestigungsmittel für Kinder zu entwickeln, das gleichzeitig ein Spielzeug sein soll. An eine kommerzielle Auswertung ist zunächst gar nicht gedacht. Das Ergebnis der Tüftelei ist ein Baustein, der an allen sechs Seiten mit dem nächsten Stein zu verbinden ist. Bereits nach zwölf Monaten ist aus diesem Stein ein ganzer Bau-kasten mit unterschiedlichen Elementen geworden.

Nach über 40 Jahren auf dem Markt hat fischertechnik nicht nur bei Kindern und Jugendlichen technisches Wissen vermittelt, sondern auch ganze Generationen von Technikern in ihrer Berufswahl beeinflusst und geformt. Bei Wettbewerben wie „Jugend forscht“ spielt es immer wieder eine Rolle und in vielen Schulen sorgt das Material im Technik- oder Werkunterricht für den technischen Durchblick. Maschinenbaubetriebe setzen aus fischertechnik gebaute Nachbildungen ihrer Großanlagen zur gefahrlosen Erprobung der notwendigen elektronischen Steuerung ein. Selbst die Nachwuchsförderung in der IT-Branche erfolgt unter Einsatz von fischertechnik-Modellen. So arbeitet der Software-Konzern Microsoft mit dem Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe zusammen und lehrt Studenten, wie Roboter-Modelle aus dem Konstruktionsbaukasten mit passgenauen Programmen zum Laufen zu bringen sind.

Die Gebrüder Lilienthal gelten als die Luftfahrtpioniere. Dass sie den Konstruktionsbaukasten erfunden haben, ist weitgehend unbekannt oder wird in der Bedeutung vernachlässigt. Doch beide Erfindungen bzw. Pioniertaten können in der Weiterentwicklung als gleichbedeutend betrachtet werden, denn viele der heute bedeutenden Konstrukteure und Ingenieure haben ihre ersten Schritte in das Reich der Technik mit einem Konstruktionsbaukasten begonnen.
Dieter Tschorn

Wie die Uhrwerkhemmung zu einem gewaltigen Innovationsschub führte

Die Geburtsstunde des neuen Zeitalters. WISSEN DER ZUKUNFT berichtet :

Kirchturmuhr
Prof. Dohrn-van Rossum mit einem alten Uhrwerk, das einst vermutlich eine Kirchturmuhr in Hannover antrieb und später als technisch veraltet in einer Dorfkirche landete. Der Professor bewahrte es vor der Verschrottung.

(idw). Sie ist so wichtig wie das Rad, die Dampfmaschine oder das Feuermachen: die Uhrwerkhemmung, erfunden um 1270. Erst sie machte es möglich, die Zeit genau zu messen – damit wurde sie zur Geburtshelferin der modernen Gesellschaft mit all ihren Vor- und Nachteilen. Wie der Mensch auf die Zeit kam, das erforscht seit Jahren der Chemnitzer Historiker Prof. Gerhard Dohrn-van Rossum.

Ohne sie würden wir Verabredungen verpassen und zu spät zur Arbeit kommen. Flugzeuge würden ohne uns starten und Züge ohne uns abfahren. Auch die Tagesschau müßte auf uns als Zuschauer verzichten, und mit dem morgendlichen Aufstehen wäre es noch schlimmer als ohnehin schon. Gemeint ist natürlich die Uhr, die “Schlüsselmaschine der Neuzeit”, die “wichtiger als die Dampfmaschine” sei, so der amerikanische Techniksoziologe Lewis Mumford schon 1934. Wie keine andere Erfindung ordnet und regelt sie unser Leben. Und oft genug fühlen wir uns auch von ihr bevormundet.

Wie die Uhr vom späten Mittelalter an unser Leben bestimmte, wie die Teilung des Tages in 24 gleich lange Stunden erfunden wurde und welche Folgen dies für den Lauf der Geschichte hatte, das erforscht der Chemnitzer Historiker Prof. Gerhard Dohrn-van Rossum seit Jahren. Und er hat darüber auch ein Buch verfaßt: “Die Geschichte der Stunde – Uhren und moderne Zeitordnungen”, das mittlerweile auch in Französisch und Englisch vorliegt. Eine japanische Übersetzung ist gerade in Arbeit. Wenn das Buch eines Wissenschaftlers derart beachtet wird, dann spricht das für sich. Tatsächlich erlaubt das Werk einen Blick in das späte Mittelalter und die frühe Neuzeit, wie wir sie so nicht kennen.

Für die Menschen früherer Epochen spielte die Zeitmessung keine Rolle – sie standen auf, wenn es hell wurde und gingen bei Dunkelheit zu Bett. Immerhin gab es schon eine künstliche Beleuchtung, etwa in Form von Kienspänen, Öllampen oder Kerzen, aber die waren für den normalen Bürger ohnehin zu teuer. Die Arbeit wurde meist nach Tagen bezahlt. Zwar konnten auch schon die alten Griechen und Römer die Zeit messen: Sie benutzten dazu Sonnen- oder Wasseruhren. Die aber waren schwierig zu bauen, noch schwieriger zu regulieren. Deshalb waren sie recht ungenau und hatten besonders in Mitteleuropa ihre Nachteile. Auch die Einteilung des Tages in 2 mal 12 Stunden war schon in der Antike bekannt. Dazu wurden der Tag und die Nacht jeweils in zwölf etwa gleich lange Abschnitte geteilt, was schon schwierig genug war. Die Nacht begann, wenn die Sonne unterging, der Tag bei ihrem Aufgang. Als Folge davon waren die Tag- und die Nachtstunden je nach Jahreszeit unterschiedlich lang. Dieser Effekt verstärkte sich noch, je weiter man nach Norden kam.

Für eine Menschengruppe allerdings war es wichtig, die genaue Zeit zu kennen: die mittelalterlichen Mönche, die ihre Gebetsstunden einhalten mußten. Tagsüber war das kein Problem, doch war auch ein Gebet um Mitternacht vorgeschrieben, und dieser Zeitpunkt war
schwierig zu bestimmen. Zwar versuchten die Mönche, die antiken Wasseruhren zu verbessern, freilich mit mäßigem Erfolg. Also behalfen sie sich, etwa mit genau abgewogenen Kerzen, die außen Zeitmarkierungen oder auch Nägel trugen, die beim Abbrennen der Kerze mit einem Geräusch zu Boden fielen.

Doch die Lage änderte sich schlagartig gegen Ende des 13. Jahrhunderts. Wer genau die zündende Idee hatte, die letztendlich die Welt verändern sollte, verliert sich im Dunkel der Zeiten – vermutlich wurde sie in einem Kloster geboren, und ebenso vermutlich gleich mehrfach und unabhängig voneinander. Die Grundprinzipien des mechanischen Uhrwerks waren schon in der Antike bekannt: Der Antrieb durch ein Gewicht an einem Seil, Zahnräder zur Übersetzung und ein Anzeigewerk, das beispielsweise einen Zeiger bewegen konnte. Solche Zeigerwerke hatte man auch schon mit Wasseruhren oder anderen Instrumenten verbunden. Mit einem Gewichtsantrieb über eine Welle konnte man zwar einen Mechanismus in Gang setzen, er hatte aber einen Nachteil – er ließ sich nicht regulieren. Einmal in Gang gesetzt, fällt das Gewicht immer schneller, der Bewegungsablauf läßt sich nicht mehr aufhalten. Was fehlte, war mithin eine Vorrichtung, die solch eine Regulierung des Fallens des Gewichts ermöglicht, die Uhrwerkhemmung. Dabei ist auf der Welle mit dem Gewicht ein Zahnrad montiert, in das in regelmäßigen Abständen abwechselnd zwei auf einer Spindel angebrachte, rechtwinklig zueinander stehende Metallzungen, die Spindellappen, eingreifen. Die Spindel selbst, die in ihrer einfachsten Form oben einen Waagbalken mit zwei Regulierungsgewichten trägt, schwingt dabei hin und her. Der Zug des Gewichts verursacht immer dann, wenn einer der Spindellappen das Zahnrad freigibt, einen kurzen Vorwärtsruck: Das ist das Ticken der Uhr.

Uhrwerkhemmung Diese Hemmung kann kaum hoch genug eingeschätzt werden. Sie muß zwischen 1271 und etwa 1300 erfunden worden sein. 1271 nämlich hatte der an der Pariser Universität lehrende Engländer Robertus Anglicus in einem Kommentar zu einem Astronomielehrbuch geschrieben: “Die Macher von Uhrwerken arbeiten an einem Mechanismus, der sich einmal am Tag dreht, aber sie haben es bisher noch nicht geschafft” – zu diesem Zeitpunkt existierte die Hemmung also noch nicht. Andererseits sind uns Berichte von Chronisten überliefert, die um 1300 solche Hemmungen bezeugen. Etwa ab 1330 werden dann auch die ersten Schlagwerke erwähnt.

Mit der Erfindung der Uhrwerkhemmung bricht ein neues Zeitalter an. Die Zeit wird in gleichmäßige Abschnitte eingeteilt, die “Stunde” im heute gebräuchlichen Sinne also gleich mit erfunden. In den folgenden hundert Jahren (so lange etwa dauerte es auch später bei der Dampfmaschine) breiten sich die mechanischen Uhrwerke in ganz Europa aus, zunächst in den reichen Klöstern, den großen Kathedralen, an den Herrscherhöfen. Doch der Bau ist für die damaligen Verhältnisse extrem aufwendig, zudem verschleißen die aus Weicheisen hergestellten Zahnräder schnell und die Wartung ist teuer. In Bologna etwa murren die Bürger, als ihnen für den Uhrwerksbau eine Sondersteuer auferlegt wird. Dennoch schließen sich aus Prestigegründen die großen deutschen und französischen Städte an, bis 1400 folgen auch die kleineren. Anfangs dienen die Uhrwerke meist nicht zur Zeitmessung, sie treiben vielmehr Glocken- und Figurenspiele an. Die Kirchen zum Beispiel wollen mit ihnen Neugierige anlocken, die die Mechanik und damit die Schöpfung bewundern sollen.

Die Folgen der Erfindung gehen freilich weit darüber hinaus: Galten die Europäer bisher als primitiv und zurückgeblieben, waren die islamischen Länder und China technisch am weitesten fortgeschritten, so geht der Vorsprung nun auf Europa über. Den Menschen wird plötzlich bewußt, was in den zwei, drei Jahrhunderten zuvor schon alles erfunden wurde, ohne daß sie es groß bemerkt hätten – die Windmühle etwa, das Zaumzeug oder die Sporen. Daß es die früher nicht gab, wußte man, weil sie bei den antiken Schriftstellern nicht erwähnt wurden. Das schafft ein Gefühl für den eigenen Wert. Damit wird plötzlich auch die Person des Erfinders, sein geistiges Eigentum, anerkannt – folglich nennt und bewahrt man auch seinen Namen. Mit anderen Worten: Man erfindet die Idee des Individuums. Das ist neu, das hat es weder in anderen Kulturen noch vorher in Europa gegeben. In China, im Islam, im Frühmittelalter waren Erfinder noch namenlos. Allenfalls hieß es da “unter der Regierung des Kalifen Harun Ar Raschid”, oder es wird der Name eines kaiserlichen Beamten genannt, der gar nicht der eigentliche Urheber war. Wer die Windmühle oder das Spinnrad erfand, beide seit etwa 1200 in Europa verbreitet – wir wissen es nicht. Der erste Brillenschleifer, nur hundert Jahre später, ist dagegen bekannt.

Mit der Anerkennung des Erfinders und der geistigen Leistung ändert sich auch die Einstellung gegenüber Innovationen. Galt noch im frühen Mittelalter alles Neue als schlecht, als des Teufels – schließlich kamen Uhren in der Bibel nicht vor – so setzte sich nun der Gedanke durch, daß, was neu ist, auch gut ist. Diese Haltung führt ab 1330 zu einem gewaltigen Innovationsschub – an allen Ecken und Enden wird plötzlich Neues erfunden. Die Menschen spürten: Es gibt so etwas wie den Fortschritt, wir können unsere eigenen Probleme lösen. Dieses Gefühl hielt bis in die Vorkriegszeit, ja bis zum Club of Rome an – der allgemeine Technikpessimismus ist, von Splittergruppen abgesehen, jüngeren Datums.

Mit der Zeit wandelten sich die Figuren- und Glockenspiele der Anfangsjahre immer mehr zu “richtigen” Uhren. Der öffentliche Stundenschlag von der Rathausuhr auf dem Marktplatz regelte jetzt das Leben. Damit bürgen sich auch feste Zeiten für allerlei Verrichtungen ein. Ratssitzungen beispielsweise konnten auf feste Stunden angesetzt werden, wer zu spät kam, mußte eine Geldstrafe zahlen. Vorher dauerten solche Sitzungen oft sehr lange und konnten dadurch die Existenz der Ratsherren, die oft Handwerker waren, gefährden. In den Schulen tauchen die ersten Stundenpläne auf, zu Ende des 14. Jahrhunderts gibt es in Hamburg die ersten Verordnungen über Beginn und Ende der Arbeit – das Wort “Arbeitszeit” hingegen erscheint erst nach 1800 in unserer Sprache. Damit gibt es auch erstmals so etwas wie Freizeit – die wird erst dadurch möglich, daß sich die Arbeitszeit messen läßt. Zeiteinheit ist dabei immer die Stunde, allenfalls die Viertelstunde. Erst mit den Eisenbahnen gelangt um die Mitte des 19. Jahrhunderts auch die Minute ins Bewußtsein der Menschen. Die Sekunde muß sogar bis an den Rand des 20. Jahrhunderts warten, als die Zeitungen anfangen, über Sportereignisse zu berichten. Etwa ab 1880 sind auch “normale” Menschen, etwa der kleine Handwerker, nicht mehr auf öffentliche Uhren angewiesen: Uhren werden nicht mehr in Handarbeit, sondern als industrielles Massenprodukt hergestellt.

Sogar vor der Folter machte die neue Zeitrechnung nicht halt: Lagen nämlich keine Beweise, sondern lediglich Indizien vor, konnte ein Angeklagter nur nach einem Geständnis verurteilt werden. Dieses sollte durch die Folter erzwungen werden, die von sadistischen Richtern teilweise exzessiv angewandt wurde. Doch Bedenken dagegen gab es auch damals. Man löste sie zunächst, indem man je nach Schwere des Verbrechens verschiedene Grade der Folter einführte. Nun kam eine zeitliche Befristung hinzu, die meist mit einer Sanduhr kontrolliert wurde – freilich galt dies nicht für Hexenprozesse. Der mutmaßliche Täter durfte die Uhr aber nicht sehen, damit er das Ende nicht abschätzen konnte. Es ist verbürgt, daß Angeschuldigte damals ihre Richter fragten: “He! Wie lange läuft die Uhr noch?”

Diese Beispiele haben eines gemeinsam, so Prof. Dohrn-van Rossum: Sie ersetzen eine Sachdiskussion durch eine formale Diskussion. “Dadurch werden zwar die Probleme nicht lösbar, aber immerhin verhandelbar”, so der Wissenschaftler. Inhaltlich könne man über manche Probleme nicht diskutieren, das sei aber möglich, wenn man sie in Zeitprobleme verwandle. Stundenpläne etwa klären nicht, welches Fach das wichtigere ist, sondern weisen statt dessen jedem Fach eine feste Zeitspanne zu. Ein Untersuchungsausschuß kann einen Sachverhalt zwar meist auch nicht aufhellen, er macht aber deutlich: Wir nehmen uns Zeit für ein Problem. Mit Hilfe der Zeit und ihrer Messung lernen die Europäer seit dem Spätmittelalter, wie man organisiert – andere Kulturen haben ein solches Zeitgefühl nicht entwickelt.

(Autor: Hubert J. Gieß)

Biobenzin: Ist Benzin aus Biomasse eine neue spannende Perspektive?

Was ist besser: Biobenzin oder Ethanol? WISSEN DER ZUKUNFT berichtet über das Wunderwelt Wissen und eine neue Perspektive.

Hamburg (ptx) – Shell und Virent Energy Systems, Inc., (Virent) aus Madison in Wisconsin, USA, haben ein gemeinsames Forschungs- und Entwicklungsvorhaben angekündigt, das zum Ziel hat, pflanzlichen Zucker statt in Ethanol direkt in fertiges Benzin oder Benzinkomponenten umzuwandeln.
Die Zusammenarbeit hat das Potential, die Verfügbarkeit neuer Biokraftstoffe deutlich zu verbessern. Denn das neue Biobenzin kann dem herkömmlichen Ottokraftstoff in hohen Mischungsanteilen beigegeben werden. Eine spezialisierte Infrastruktur, neue Motortechnik und die erforderlichen Anlagen zur Beimischung würden dadurch überflüssig. Die Technologie der BioForming-Plattform von Virent wandelt pflanzliche Zucker mit Hilfe von Katalysatoren in Kohlenwasserstoffmoleküle um, wie sie auch in einer Erdölraffinerie erzeugt werden. Bisher wurden pflanzliche Zucker zu Ethanol fermentiert und destilliert. Die neuen “Biobenzin”-Moleküle haben einen höheren Energieinhalt als Ethanol (oder Butanol) und bieten eine bessere Kraftstoffeffizienz. Sie lassen sich zu herkömmlichem Benzin mischen, das sich nicht von Benzin auf Erdölbasis unterscheidet, oder können mit ethanolhaltigem Benzin kombiniert werden.

Zur Gewinnung der Zucker eignen sich neben Weizen, Mais und Zuckerrohr auch Reststoffe/Bioabfälle wie Maisstroh, Stroh und Zuckerrohrbagasse. Shell und Virent haben bereits ein Jahr lang gemeinsam geforscht. Mit der BioForming- Technologie wurden schnelle Fortschritte erzielt und die gesteckten Ziele für Ertrag, Produktzusammensetzung und Kosten übertroffen. In Zukunft soll vor allem die Technologie weiter verbessert und zur kommerziellen Produktion größerer Mengen tauglich gemacht werden.

“Die technischen Eigenschaften der heutigen Biokraftstoffe erschweren ihre Einführung auf breiter Front”, so Dr. Graeme Sweeney, Shell Executive Vice President Future Fuels and CO2.

“Die Autoindustrie und Kraftstoffanbieter sind zwar im Begriff, die Vertriebsinfrastruktur und die Automotoren an die heutigen Biokraftstoffe anzupassen, aber die jetzt aufkommenden neuen Kraftstoffe wie die von Virent, die dieselben Eigenschaften wie Benzin und Diesel aufweisen oder diesen sogar überlegen sind, geben eine neue Perspektive, was ich sehr spannend finde.”

Dr. Randy Cortright, Chief Technology Officer, Mitbegründer und geschäftsführender Vizepräsident von Virent: “Virent hat bewiesen, dass sich pflanzlicher Zucker in dieselben Kohlenwasserstoff-Komponenten umwandeln läßt, die in den heutigen Benzinmischungen verwendet werden. Unsere Produkte sind Benzin auf Erdölbasis in Funktionalität und Leistung ebenbürtig. Der einzigartige Katalyseprozess von Virent erzeugt Biobenzin aus unterschiedlichen Biomasse-Rohstoffen zu wettbewerbsfähigen Kosten. Die Ergebnisse, die uns heute vorliegen, rechtfertigen eine beschleunigte Kommerzialisierung dieser Technologie.”

Weltweit Einzigartiges im Technik Museum! Original Space Shuttle BURAN 002 zu besichtigen.

Wissen Sie wo Sie in Deutschland demnächst eine original Space Shuttle besichtigen können? Hier jetzt dazu ein Bericht !

Space Shuttle Buran 002
1988 wurde die BURAN in die Erdumlaufbahn geschossen, legte zwei Erdumrundungen zurück, und wurde in Baikonur / Kasachstan wieder sicher gelandet. Die Konstruktionsarbeiten für das russische Shuttle begannen in den 1970er Jahren. Die neue Raumfähre wurde BURAN genannt, was mit „Schneesturm” übersetzt werden kann. Ähnlich wie der russische Überschall-Passagierjet Tupolev 144 und die französisch / britische Concorde, die beide im Auto & Technik Museum Sinsheim ausgestellt sind, wurden auch die BURAN und der amerikanische Space Shuttle zur gleichen Zeit entwickelt, wobei die aerodynamischen Notwendigkeiten zu ähnlichen Rumpfkonstruktionen führten.

Die wichtigsten Unterschiede zwischen der russischen BURAN und dem amerikanischen Space Shuttle

Vergleich amerikanische und russische Space ShuttleObwohl sich die BURAN und das amerikanische Space Shuttle äußerlich sehr ähnlich sehen, gibt es technisch fundamentale Unterschiede. Beim US Space Shuttle wird der größte Teil der Schubkraft durch die eingebauten Triebwerke erzeugt, die beim Start durch Zusatzraketen unterstützt und durch einen Außentank mit Treibstoff versorgt werden. Die BURAN wurde dagegen mit einer riesigen ENERGIJA Rakete gestartet. Durch die Beschränkung auf kleine Manövriertriebwerke war die BURAN im Bau weniger aufwändig und konnte auch mehr Nutzlast ins All befördern. Des weiteren verfügte sie über bessere Segeleigenschaften, wodurch sie in der Lage war, fünf Tonnen mehr Nutzlast zur Erde zurück zu bringen. Die BURAN wurde außerdem im Gegensatz zum US Space Shuttle von Beginn an auch für unbemannte Missionen konzipiert. Vom US Space Shuttle wurden sechs Stück gebaut. Die Entwicklung des russischen Space Shuttle wurde nach dem ersten Flug ins All von Michail Gorbatschow eingestellt. Die amerikanischen Space Shuttles sind im Einsatz, und bilden das Rückgrat der Versorgungsflüge zur internationalen Raumstation ISS. Deshalb war die russische BURAN für das Technik Museum die einzige Möglichkeit, ein Space Shuttle zu erhalten, das als Museumsstück absolut einzigartig ist.

Der Weg der BURAN ins TECHNIK MUSEUM SPEYER

Buran 002 auf der StartrampeDie BURAN 002 im Technik Museum Speyer, wurde während der „Olympischen Spiele” 2000 in Sydney und anschließend in Bahrain ausgestellt. Mitglieder des Fördervereins der Technik Museen Sinsheim und Speyer wurden auf den Raumgleiter aufmerksam und informierten das Museumsteam über alle Entwicklungen rund um die BURAN. Die Technik Museen Sinsheim und Speyer sind private Museen, die von einem gemeinnützigen Verein (weltweit über 2000 Mitglieder) getragen werden, und sich ausschließlich aus Eintrittsgeldern und Spenden finanzieren. Dank der Unterstützung durch die Vereinsmitglieder ist es jetzt gelungen, die BURAN zu erwerben, und auf den Weg ins Technik Museum Speyer zu bringen. Anfang März 2008 wurde die BURAN in Bahrain auf ein Hochseeschiff verladen. Zielhafen in Europa ist Rotterdam. Von dort wurde das Shuttle dann rheinaufwärts auf einem Lastenponton nach Speyer gefahren. Ab Mitte des Sommers, wenn die eigens für Buran gebaute neue Museumshalle fertig ist, wird das Space Shuttle zu besichtigen sein.

Klimawandel: Wie Bioreaktoren und Algen den Klimawandel aufhalten sollen

Wird es gelingen den Klimawandel aufzuhalten? – WISSEN DER ZUKUNFT berichtet über das Wunderwelt Wissen. Zum Thema Klimawandel zunächst ein einführendes Video:

(idw) Der Klimawandel gilt als eines der größten Probleme des 21. Jahrhunderts. Hauptverantwortlich ist der hohe CO2-Ausstoß, der vor allem durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe – also Öl, Kohle, Gas oder Holz – entsteht. Um den Treibhauseffekt aufzuhalten, versuchen sich Wissenschaftler an unterschiedlichen technischen Entwicklungen. Eine Lösung macht die Natur vor: Grünpflanzen filtern durch Photosynthese das Treibhausgas aus der Luft. Ähnliches passiert in Bioreaktoren, wo Grünalgen, bekannt für ihr schnelles Wachstum, zugeführtes CO2 zu Biomasse umwandeln. Diesen Prozess wollen Physiker der Uni Duisburg-Essen (UDE) industriell nutzen. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Hilmar Franke hat einen faseroptischen Photo-Bioreaktor entwickelt. Das bislang einzigartige System filtert Kohlendioxid aus dem Abgas fossiler Energieerzeugung.

Oder anders ausgedrückt: Die Wissenschaftler haben einen Algenreaktor gebaut, der CO2-Emissionen aus Heizungsanlagen zu Biomasse, sprich Sauerstoff und Algen macht. Der CO2-Vernichter funktioniert so: Auf einem Gebäudedach wird über einen Lichtsammler Tageslicht eingefangen. Dünne hocheffiziente Kabel, so genannte Lichtleitfasern, transportieren das Licht in den Bioreaktor. Hier wird die Algensuppe mit den Emissionen einer Industrieanlage begast. Die Algen verwerten dank des Lichts das CO2 und vermehren sich.

Aus den zwei Effekten – Vernichtung von Treibhausgas und Entstehung von Biomasse – lässt sich trefflich Kapital schlagen, erklärt Prof. Franke: “Stichwort Emissionshandel: Wer durch umweltfreundliche Technologien Kohlendioxid einspart, kann überschüssige Verschmutzungs-Zertifikate verkaufen. Stichwort Biomasse: Algen werden schon jetzt in vielen Industriezweigen verwertet. In unserem Fall ließen sie sich als Biotreibstoff oder für Baustoffe vermarkten.”

Die technische Entwicklung des Algenreaktors ist abgeschlossen. Was den UDE-Forschern noch fehlt, sind interessierte Investoren. Die hoffen sie auf der Hannovermesse zu finden, wo sie im April den Prototypen ihrer Entwicklung, ein gläsernes Modell, vorstellen. “Wir denken da an die Biogastechnologie oder an Betreiber von Klär- oder Heizanlagen”, so Franke und rechnet vor: “Ein 50qm großes Dach würde ausreichen, eine Tonne CO2-Emissionen im Jahr umzusetzen. Ein Hallendach von einem Hektar könnte in Deutschland rund 200 Tonnen Treibhausgas vernichten.”

Und auch das spricht aus Sicht des Physikers für das System made in Duisburg-Essen: “Ein Algenreaktor mit einem Hektar Lichtsammelfläche kann mehr als 200 Mal mehr CO2 umsetzen als ein Buchen- oder Eichenwald gleicher Fläche. Auch die Ausbeute gegenüber einem Hektar Mais ist bis zu 20 Mal höher.”

Für Privathaushalte wird der Bioreaktor erst in zweiter Generation geeignet sein. Ein CO2-Filter für kleine Objekte, zum Beispiel für ein Einfamilienhaus, stelle ganz andere Anforderungen an die Technik, sagt Franke. “Die Idee, dass der Schornsteinfeger nicht den Ruß, sondern Algenpulver aus dem Kamin kehrt, ist allerdings sehr reizvoll.”

Cyborg: Bundesforschungs-Ministerium fördert Mischwesen aus Maschine und lebendigem Organismus

Der “Cyborg” ist ein Mischwesen zwischen lebendigem “Organismus” und Maschine. Unter einem Cyborg versteht man eine Art Mensch-Maschine, das heißt einen Menschenkörper, in den künstliche, insbesondere elektronische Bausteine eingefügt worden sind.

(idw) Zwölf Jahre dauerte die Entwicklung: Nun hat ein interdisziplinäres Team von Netzhautchirurgen, Ingenieuren und Neurophysikern die weltweit erste vollständig in das menschliche Auge implantierbare Sehprothese erfolgreich bei sechs blinden Patienten eingesetzt. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) hat die Entwicklung dieser Technik initiiert und seit 1995 mit mehreren Millionen Euro maßgeblich gefördert. Von Beginn an trug die Arbeitsgruppe Neurophysik der Philipps-Universität entscheidend zur Entwicklung bei.

Ungefähr 3 Millionen Menschen, darunter 10 000 in Deutschland, leiden unter Retinitis pigmentosa. Bei dieser Augenerkrankung schwindet die Sehfähigkeit aufgrund des Absterbens von Netzhautzellen stetig bis zur Erblindung. Allerdings bleibt in der Regel ein Teil der Nervenzellen, die visuelle Information zum Gehirn weitertragen, intakt. Hier können Sehprothesen ansetzen. Die ins Auge implantierten Mikrochips lösen durch elektrische Reizung Signale in den Nervenzellen aus, die die Patienten dann als Seheindrücke wahrnehmen. Ingenieure der RWTH Aachen und des Duisburger Fraunhofer Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme haben zusammen mit den Augenkliniken Aachen und Essen und der Arbeitsgruppe Neurophysik an der Philipps-Universität Marburg jetzt für diese Krankheit eine EPIRET3 genannte Sehprothese entwickelt. Ihre Besonderheit liegt darin, dass sie weltweit als einziges System drahtlos funktioniert. Sie wird vollständig in das Auge implantiert und muss nicht, wie andere Retina-Implantate, mit Kabelverbindungen von außen versorgt werden. Dies reduziert die Operationszeit, vereinfacht die Handhabung und senkt die Belastungen für die Patienten.

Die neue Sehprothese wurde sechs freiwilligen Patienten der Universitäts-Augenkliniken in Aachen und Essen eingesetzt. Alle Patienten waren seit mehreren Jahren erblindet. Während einer vierwöchigen Testphase untersuchten die Wissenschaftler der AG Neurophysik der Philipps-Universität (Dipl. Biol. Susanne Klauke, Dr. Thomas Wachtler, Prof. emer. Dr. Reinhard Eckhorn und der Leiter der AG, Prof. Dr. Frank Bremmer) die Wahrnehmungen der Patienten mit verschiedenen elektrischen Testreizen. Bei allen Patienten wurden Seheindrücke ausgelöst, und sie konnten verschiedene Reizmuster unterscheiden. Nach diesem Erfolg besteht der nächste Schritt darin, die Implantationsdauer zu verlängern und die Operationstechnik weiter zu verbessern. Damit sich die Patienten mit der Prothese in ihrer Umwelt zurechtfinden können, muss das System künftig noch mit einer Kamera gekoppelt werden, die per Funk Signale an das Implantat sendet.

Nachdem sich diese Methode bei den ersten Patienten als wirksam und sicher erwiesen hat, haben mehrere Medizintechnikfirmen eine Firma gegründet, die jetzt ein marktfähiges Retina-Implantat entwickeln wird. Die AG Neurophysik wird auch an dieser Weiterentwicklung maßgeblich beteiligt sein. Durch diese Weiterentwicklung könnte die Prothese in einigen Jahren mehr Patienten verfügbar gemacht und auch zur Behandlung der fortgeschrittenen altersbedingten Makuladegeneration eingesetzt werden. Diese stärker verbreitete Augenkrankheit ist für etwa die Hälfte der Fälle von Altersblindheit verantwortlich.

In der Science Fiction Geschichte “Paradisienne” besitzt der Verkaufsleiter Penthilos Hades eine Hippocampus-Prothese, d.h. einen Chip, der einen Teil seiner Gehirnfunktion übernimmt. Er ist damit nach gängiger Definition ein Cyborg. Die Prothese verändert seinen Charakter und führt zu verbrecherischem Handeln.

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Biodiesel: Machen Algen das Tanken bald preiswerter?

WISSEN DER ZUKUNFT berichtet :

Algenschlick am blauen Wasser, Foto: cwgoodroe

Algenschlick am blauen Waser, Foto: cwgoodroe

(Stuttgart/Kornwestheim) -(idw) Der Kornwestheimer Anlagenexporteur Hezinger GmbH will künftig weltweit als Lieferant für Photobioreaktoren zur Algenzucht auftreten, um – alternativ zur Verwendung von Weizen, Raps und Mais – die Gewinnung von Biodiesel aus dem Pflanzenöl der Algen voranzutreiben. In Zusammenarbeit mit renommierten Partnern wurde eine verfahrenstechnisch optimierte Reaktoranlage zur Massenzucht von Algen entwickelt, die die Kosten der Herstellung von Biodiesel erheblich reduzieren wird. Das Ende letzten Jahres gegründete Unternehmen Hezinger Algaetec GmbH soll das neue System im kommenden Herbst auf den Markt bringen.

“Unser Ziel ist es, die industrielle Zucht von Mikroalgen wesentlich günstiger zu gestalten, als das bisher möglich ist”, sagt Steffen Hezinger. Zwar könne man Algen mit derzeitigen Systemen wie Röhren- oder Flachplattenreaktoren züchten, allerdings noch nicht in den wirtschaftlich rentablen Mengen, wie man sie für die Biodieselherstellung benötigt. “Wenn ich 40 Fußballfelder mit Reaktoren voll stellen muss, ist so ein System einfach nicht effektiv zu betreiben, Wirtschaftlichkeit ist aber das A und O, wenn ich am Markt für Biodiesel langfristig Erfolg haben will.”

Auf der Suche nach einer effizienten Lösung setzt der Diplom-Kaufmann deshalb auf geballte Kompetenz in den Bereichen Anlagenbau, Design und Lichttechnik. Dafür holte er sich international renommierte und weltmarktführende Partner in den Bereichen Algenbiologie und Anlagenplanung mit ins Boot.

Das Resultat der Branchen übergreifenden Zusammenarbeit ist ein Photobioreaktor, mit dem sich Produktionsflächen nicht nur horizontal, sondern auch vertikal nutzen lassen. Der Kerngedanke ist, das Licht ins System und an die Alge zu bringen – statt umgekehrt. Die Idee sei zwar nicht wirklich neu, so Steffen Hezinger, entscheidend sei aber die verfahrenstechnische Optimierung. “Der Schlüsselfaktor ist die innovative Lichttechnik, die es möglich macht, einen Reaktor von sechs Metern Höhe und 30 Metern Innendurchmesser nahezu ohne Fremdenergie zu betreiben.”

Noch kann die Hezinger Algaetec GmbH zwar nicht mit genauen Zahlen aufwarten – doch der Prototypentest unter Serienbedingungen ist erfolgreich angelaufen; aussagefähige Ergebnisse sind ab Mitte des Jahres zu erwarten.