Potenziale

Die Covid-19-Pandemie hat großen Teilen der Gesellschaft vor Augen geführt, was Menschen mit seltenen Krankheiten schon längst wissen: Die Versorgung der Weltbevölkerung mit zielgenauen Medikamenten und die schnelle Entwicklung neuer Wirkstoffe stellt die pharmazeutische Industrie vor große Herausforderungen.

Weltweit gibt es unzählige Forschungseinrichtungen, bei denen durch Experimente und Simulationen sowohl viele als auch große Forschungsdatensätze entstehen. In diesen Daten sind Informationen enthalten, die Antworten auf aktuelle Forschungsfragen liefern. Die zunehmende Menge an Forschungsdaten und deren komplexe Zusammenhänge erfordern einen bewussten und organisierten Umgang, um deren Zugänglichkeit, Reproduzierbarkeit und Nutzung zu ermöglichen. Ein Informationsverlust bei der Datenverarbeitung, beispielsweise durch den Wechsel der Doktorandengenerationen, werden durch ein gut strukturiertes Forschungsdatenmanagement vermieden.

Wer einen Gartenschlauch hat, weiß: Gibt es nur einen einzigen Knick, kommt so gut wie gar kein Wasser mehr durch. So ähnlich verhält es sich auch mit dem Strom in einer Photovoltaikanlage, deren Solarmodule in Reihe geschaltet sind.

Lithium und Kobalt sind kostbare Rohstoffe. Sie bilden die Basis von Lithium-Ionen-Akkus, die nicht nur Mobiltelefone und Laptops mit Strom versorgen, sondern auch immer mehr Elektrofahrzeuge mit Energie speisen.

Die Energiewende bedingt den Ausbau des deutschen Stromnetzes um mehr als 5.000 Kilometer. Nur so kann die benötigte Energie, die
größtenteils im Norden Deutschlands mithilfe erneuerbarer Energiequellen wie Windkraft entsteht, in den Süden transportiert werden.

Industrieroboter, die den Menschen das Leben erleichtern, sind schon längst keine Science-Fiction mehr. Sie helfen beispielsweise beim Montieren, Schweißen, Kleben, Stapeln oder Lackieren in Industrieprozessen. Bisher allerdings fast immer hinter Absperrungen oder Schutzgittern, um die Gefahr einer Kollision zwischen Mensch und Roboter und dadurch resultierende Verletzungen zu vermeiden.

Nicht zu Unrecht trägt Erdöl den Namen „Schwarzes Gold“. Der fossile Rohstoff ist der wichtigste Energielieferant weltweit und bildet, weiterverarbeitet zu Kunststoff, die Grundlage unzähliger Alltagsgegenstände. Doch so wirtschaftlich seine Nutzung auch sein mag, so groß sind ebenfalls die Gefahren für die Umwelt, die sowohl bei der Förderung, als auch bei der industriellen Verwertung entstehen.

So gut wie jeder hat es schon erlebt: Man gerät unverschuldet in einen Autounfall. Laut Statistischem Bundesamt passieren jährlich auf deutschen Straßen etwa 2,5 Millionen Unfälle. Einer der Hauptgründe für diese Unfälle ist menschliches Versagen des Unfallverursachers, wie etwa Unaufmerksamkeit, falsches Fahrverhalten oder Reaktionsunfähigkeit durch akute Gesundheitsprobleme.

Wie viele Pflanzenarten jährlich auf der Erde aussterben, ist nicht genau bekannt. Zwar gibt es Studien, wie die „Rote Liste“ der Weltnaturschutzunion, aber die Angaben schwanken und es ist nicht einmal ganz genau klar, wie viele Arten auf der Erde überhaupt existieren. Sicher ist jedoch, dass die Zahl der aussterbenden Pflanzen weit höher liegt als diejenige der neu entdeckten Pflanzen.

Oxymethylendimethylether – das klingt unhandlicher als Diesel und Super. Trotzdem soll es irgendwann an Tankstellen aus Zapfsäulen fließen, jedenfalls wenn es nach Professor Jörg Sauer, Dr. Ulrich Arnold und ihrem Team geht. Die KIT-Forscher glauben daran, dass diese organischen Verbindungen, kurz OME, eine sauberere Zukunft in vielen Bereichen der Mobilität bieten könnten.

Am 1. Februar 2003 starben sieben Menschen in knapp 70 Kilometer Höhe über Texas, als die Raumfähre Columbia beim Eintritt in die Erdatmosphäre auseinanderbrach. Schuld an dieser Tragödie war eine beim Start unbemerkt abgefallene Hitzekachel, das entstandene Loch am Flügel wurde zur Achillesferse der Columbia.

Was wäre, wenn man die Idee für ein Regalsystem hätte, das besser ist als kommerziell verfügbare Regale? Wie verkauft man ein System, das für alle möglichen Raumgrößen, Lasten und Volumen geeignet ist und über viele Zusatzfunktionen verfügt, aber trotzdem nicht produziert wird, weil die schiere Menge an Möglichkeiten, wie sich das System einsetzen lässt, den Nutzen für unterschiedliche Anwendungen abstrakt erscheinen lässt?

Die Fassade strahlt in schönen Farben, die Fenster lassen Licht hindurch, das Dach passt sich in die Architektur ein. Kaum etwas weist darauf hin, dass das komplette Haus mit Solarzellen ausgestattet ist und jede Sonnenstunde genutzt wird, um Strom zu produzieren. Ganze Straßenzüge und die komplette urbane Oberfläche dienen als Kraftwerk. Diese Vision einer „besseren Stadt“ skizziert Dr. Alexander Colsmann vom Lichttechnischen Institut am KIT.

Die Suche nach Antworten auf grundlegende Fragen in unserem Universum lässt Professor Marc Weber keine Ruhe. Der Physiker begibt sich mit seinem Institut am KIT auf die Spur der winzigsten Teilchen, die die Basis aller Existenz ausmachen.

Der Name Exxon Valdez steht noch heute, 25 Jahre nach dem Öltankerunglück vor Alaska, für eine der größten Umweltkatastrophen der Seefahrtsgeschichte. Nachdem das Schiff auf ein Riff auflief, flossen 37.000 Tonnen Rohöl ins offene Meer, über 2000 Kilometer Küste wurden verseucht.

Die Erforschung molekularer Wechselwirkungen innerhalb von
lebenden Zellen, Geweben und Organismen bildet die Grundlage
unzähliger Entwicklungen in der modernen Biomedizin.
Um neue Medikamente, verbesserte Diagnosemethoden und
effizientere Therapieansätze zu entwickeln, benötigen die Pharmaindustrie
und die medizinische Forschung Einblicke in zelluläre
Prozesse auf kleinster Ebene.

1,6 Milliarden Menschen haben laut den Vereinten Nationen keinen Zugang zu elektrischer Energie. Während die Bevölkerungszahlen weltweit steigen, stockt der Auf- und Ausbau einer stabilen Stromversorgung. Allein China investiert jährlich hohe Milliardensummen in den Bau tausender Kilometer Hochspannungsleitungen. Auch in Deutschland fordert die Energiewende moderne, ausgebaute Netze.

437 Tage dauerte die längste bemannte Raumfahrtmission eines Astronauten: über ein Jahr in Schwerelosigkeit unter harten Bedingungen. Wenn es um die Sauerstoff-
versorgung der Astronauten geht, werden chemische Tricks eingesetzt. Da im Weltall nahezu kein Sauerstoff vorhanden ist, muss Sauerstoff mitgenommen oder vor Ort produziert werden.

Sprechen ist eine komplizierte Sache. Um akustische Signale in Wörter umzuformen, benötigt der Mensch über 100 Muskeln. Winzige Kontraktionen der Muskulatur ergeben unterschiedliche Laute. Die Kommunikation über das Sprechen ist ein jahrelanger Lernprozess in der Kindheit. Die akustische Kommunikation kann aber auch eine Barriere sein, zum Beispiel für stumme Menschen und in Situationen, wenn laute Umgebungsgeräusche eine normale Unterhaltung unmöglich machen oder wenn Sprechen in leisen Umgebungen andere Personen stört.