Neues aus der Forschung

Forschungsprojekte

Kolloquium des Studiendekanats Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM)

Das Studiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Technischen Universität Hamburg (TUHH) freut sich, im Rahmen seines Kolloquiums eine weitere Antrittsvorlesung und einen Forschungsvortrag aus dem Bereich der Avionik mit der gesamten TUHH und mit der Öffentlichkeit teilen. Dieses Kolloquium des Dekanats EIM beginnt am

Freitag, den 5. November 2021 ab 14:00 Uhr

mit folgendem kurzen Programm:

•   14:00 Uhr: Antrittsvorlesung „Software Security Challenges in the 2020s“.
Prof. Riccardo Scandariato, Institut für Software-Sicherheit, Technische Universität Hamburg (TUHH)

•   14:45 Uhr: Security Above the Clouds – Protecting Aircraft Information Systems.
Dr. Timo Warns, Technical Information Security Consultant, Airbus Hamburg

Alle Vorträge werden mittels Zoom live für die Öffentlichkeit über das Internet übertragen, interessierte Personen können sich zum Erhalt der Zugangsdaten hier anmelden: https://lists.tuhh.de/sympa/subscribe/kolloq.eim

(25. Oktober 2021)

DFG and Fraunhofer fund trilateral projects in the field of knowledge transfer

The German Research Foundation (DFG) and the Fraunhofer Gesellschaft are again funding trilateral projects for the transfer of knowledge from DFG-funded projects to industry. The Joint Committee of the DFG and the Fraunhofer board selected five projects from 16 submitted full proposal applications after an evaluation of the written proposals and an additional online appraisal from this year‘s call for proposals. The new projects, in which universities, Fraunhofer institutes and companies cooperate, are funded by the DFG and the Fraunhofer Gesellschaft with a total of around 4.5 million euros for three years. The three partners should further develop the results of DFG-funded basic research on the basis of a joint work program.

The rights and obligations of the three partners are regulated by a cooperation agreement. This gives companies the opportunity to participate in research innovations at an early stage. The Fraunhofer experts take the lead in the exploitation of the project results for the application partners or for other interested parties. In return, the universities receive a fixed percentage of the proceeds.

Two of the five funded trilateral projects are coordinated on the university side by professors from the TUHH.

(10. September 2021)

Multiagentenbasierte Sensor-/Aktor-Systeme für intelligente Fassaden

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „BioFass“, kurz für „Biologisch inspirierte Fassaden“, das gemeinsam von der Technischen Universität Hamburg und der Bauhaus-Universität Weimar bearbeitet wird. An der TUHH befasst sich das Institut für Digitales und Autonomes Bauen mit „multiagentenbasierten Sensor-/Aktor-Systeme für intelligente Fassaden“. Zusammen mit der Bauhaus-Universität Weimar und dem Industriepartner Fuchs GmbH wird ein intelligentes System zur Verbesserung der Luftqualität durch Effizienzsteigerung von photokatalytisch selbstreinigenden Fassaden entwickelt.

(20. August 2021)

Schwerpunktprogramm „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ (SPP 2388)

 Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ beschlossen (SPP 2388). Das Schwerpunktprogramm wurde von Professor Marx (Koordinator, Technische Universität Dresden), Professor Smarsly (Technische Universität Hamburg), Professorin Klemt-Albert (Leibniz Universität Hannover), Professor Geißler (Technische Universität Berlin) und Professor Reiterer (Institut für Nachhaltige Technische Systeme, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) initiiert. Das Schwerpunktprogramm befasst sich mit der Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung. Der Zustand eines Bauwerks ist – ähnlich dem von Menschen – mit fortschreitendem Lebensalter von einer immer schneller zunehmenden Degradation geprägt. Vorbeugende Maßnahmen gegen Alterung sind umso erfolgreicher, je eher sie ergriffen werden. 

(05. Juli 2021)

Kolloquium des Studiendekanats Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM)

Das Studiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Technischen Universität Hamburg (TUHH) freut sich, im Rahmen seines Kolloquiums eine weitere Antrittsvorlesung und einen Forschungsvortrag aus dem Kontext der Hamburg-weiten Informatik-Plattform ahoi.digital mit der gesamten TUHH und mit der Öffentlichkeit teilen. Dieses Kolloquium des Dekanats EIM beginnt am

Freitag, den 16. Juli 2021 ab 10:00 Uhr 

mit folgendem kurzen Programm:

   10:00 Uhr: Antrittsvorlesung „Zufällige Graphen und komplexe Netzwerke“.
Prof. Dr. Matthias Schulte, Lehrstuhl Stochastik, Institut für Mathematik, Technische Universität Hamburg (TUHH)

   10:45 Uhr: Statistics and Machine Learning for Speech Enhancement.
Prof. Dr.-Ing. Timo Gerkmann, Arbeitsgruppe Signal Processing, Universität Hamburg (UHH) und ahoi.digital

Alle Vorträge werden mittels Zoom live für die Öffentlichkeit über das Internet übertragen, interessierte Personen können sich zum Erhalt der Zugangsdaten hier anmelden: https://lists.tuhh.de/sympa/subscribe/kolloq.eim

(28. Juni 2021)

Laser pulses make nanomaterials sound

Nanostructuring of materials leads to completely new, often surprising properties; this makes them highly interesting for new fields of application and technologies. However, whether these materials can be processed into robust components and thus find their way into applications depends very much on their mechanical properties. These are usually particularly difficult to determine without changing them through the measuring process or even destroying the materials. A German-French research group led by TUHH researchers has now developed a non-contact and non-destructive measurement method using laser ultrasound in such a way that the elastic properties of nanostructured materials can be characterised in detail. They report on their research results in the journal "Nature Communications".

(21. Juni 2021)

Dance of the molecules

Hamburg Scientists investigate nanoscale interfaces for tailor-made materials systems

A Hamburg research team is paving the way for new methods of producing tailor-made materials: for the first time, the scientists from the Hamburg University of Technology (TUHH) and DESY NanoLab have deciphered the collective arrangement of organic acid molecules on an iron oxide surface at the atomic level. The formic acid molecules they studied perform a kind of dance in groups of three on magnetite (Fe3O4), as the team led by Gregor Vonbun-Feldbauer from TUHH and Andreas Stierle from DESY is reporting in The Journal of Physical Chemistry Letters. The work is part of the TUHH’s Collaborative Research Centre 986 “Tailor-Made Multi-Scale Materials Systems (M3)”, which has just been prolonged for another three and a half years.

(31. Mai 2021)

Bridging the Modeling Gap: Huygens' Principle for Brain Implants

Human brain implants that can monitor or partially control neuronal activity have been designed and deployed for many years, such as clinic treatments using deep brain stimulation (DBS) and Vagus nerve stimulation for Parkinson's and depression. In the foreseeable future their usage quite likely will increase to a point where brain implants become ubiquitous: not only for changing patients’ life, but also for advancing normal human beings’ thinking and living. With time brain implants will become highly integrated and intelligent devices of ultra-small size, low-power consumption but full abilities of sensing, controlling, data processing, wireless data and power transmission. Because of its importance to human life and health, it is therefore foreseeable that both the electromagnetic (EM) emission from implants into the surrounding brain tissue and the electromagnetic interference with other implants will have to be tightly controlled.

(25. Mai 2021)

Kolloquium des Studiendekanats Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM)

Das Studiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Technischen Universität Hamburg (TUHH) freut sich, im Rahmen seines Kolloquiums eine weitere Antrittsvorlesung und einen Forschungsvortrag aus dem Kontext der Hamburg-weiten Informatik-Plattform ahoi.digital mit der gesamten TUHH und mit der Öffentlichkeit teilen.

Dieses Kolloquium des Dekanats EIM beginnt am

Dienstag, den 1. Juni 2021 ab 14:00 Uhr

mit folgendem kurzen Programm:

   14:00 Uhr: Antrittsvorlesung „Algorithmen und Komplexität im Zeitalter datengetriebener Forschung“.
Prof. Dr. Matthias Mnich, Institut für Algorithmen und Komplexität, Technische Universität Hamburg (TUHH)

   14:45 Uhr: Cross-Modal Sensor Data Acquisition and Processing.
Prof. Dr. Simone Frintrop, Arbeitsgruppe Computer Vision, Universität Hamburg (UHH) und ahoi.digital

Alle Vorträge werden mittels Zoom live für die Öffentlichkeit über das Internet übertragen, interessierte Personen können sich zum Erhalt der Zugangsdaten hier anmelden: https://lists.tuhh.de/sympa/subscribe/kolloq.eim

(19. Mai 2021)

Microbial production of 1,3-propanediol: from laboratory study to industrial application

1, 3-propanediol (1,3-PDO) is an important chemical material used mainly in the production of polyester, e.g., polytrimethylene terephthalate (PTT), but also for the synthesis of pharmaceutical intermediates and as cosmetic ingredient. Realizing highly efficient microbial production of this versatile chemical from raw glycerol, e.g. generated as an abundant byproduct of industrial biodiesel production, is of economic and environmental significance and have drawn vast attentions.
To realize industrial scale microbial production of 1,3-PDO, based on our previous success in producing 1,3-PDO from raw glycerol by a Clostridium pasteurianum wild-type strain under unsterile conditions, adaptive laboratory evolution (ALE) of this strain was applied to obtain a highly efficient and raw glycerol tolerant 1,3-PDO producer strain. This was realized by using a continuous adaptive evolution system that automatically monitors cell growth in real time to determine the cycles of adaptation to the increase in raw glycerol concentration. 

(11. Mai 2021)

Bioreactor based on a novel All-in-One electrode promises power to X applications for biosynthesis from CO2

Over the last decade, the power infrastructure in many countries has begun to change, obtaining an increasing amount of energy from renewable sources every year. However, the power output of sources like windmills and solar panels are not constant, varying throughout the day and also being depend on the weather. For the energy transformation to succeed it is therefore key to store or convert the excess energy during peak times. In addition to storing energy in accumulators or in large pumped-storage power plants, an attractive alternative is its utilization in bioprocesses to electrochemically support microorganisms and to produce value chemicals. The Institute of Bioprocess and Biosystems Engineering (IBB) of the TUHH has developed an All-in-One electrode and corresponding smart electrochemical reactor for biosynthesis, especially for the use of CO2.

(03. Mai 2021)

Smart Reactors - Additive Manufacturing of Bed Reactors

The project is dealing with the development and optimization of unit cells, which are used as additive manufactured periodic open cell structures (POCS) in reactors e.g. as a catalyst support.  In particular, structures with a high specific surface are developed, characterized and compared on the basis of different parameters. This research is done within the I3-Lab “Smart Reactors” in close cooperation with the Institute of Multiphase Flows (IMS), the Institute of Chemical Reaction Engineering (ICRT), the Institute of Solids Process Engineering and Particle Technology (SPE) and the Institute of Technical Biocatalysis (ITB).
There are three scientific aspects that are examined in detail:
1) How can unit cells be optimized with regard to surface enlargement? 
2) Which manufacturing and design restrictions are relevant for selected materials? 
3) How to achieve a further enlargement of the surface area?

(20. April 2021)

Reactive Bubbly Flows – Understanding the Influence of Fluid Dynamics on Gas-Liquid Reactions

Due to the steadily increasing demand for high-quality chemicals all around the globe, gas-liquid reactions are of great importance, producing those highly demanded bulk chemicals such as alcohols, carboxylic acids and many more. Although such reactions are widely used, a detailed understanding of the complex interplay of gas-liquid mass transfer, mixing, and chemical reaction is still missing. This hinders improvement of yield and selectivity in a targeted reaction system. Closing this knowledge gap has been addressed in recent years by the DFG priority program SPP 1740 “Reactive Bubbly Flows”. In gas-liquid reactions, the gaseous species needs to be transferred across the bubble interfaces and through the liquid boundary layer into the liquid bulk phase. These transport processes are dominated by the bubble size and shape as well as the bubble-induced turbulence within a bubble swarm. Due to the steadily increasing demand for high-quality chemicals all around the globe, gas-liquid reactions are of great importance, producing those highly demanded bulk chemicals such as alcohols, carboxylic acids and many more. Although such reactions are widely used, a detailed understanding of the complex interplay of gas-liquid mass transfer, mixing, and chemical reaction is still missing. This hinders improvement of yield and selectivity in a targeted reaction system. Closing this knowledge gap has been addressed in recent years by the DFG priority program SPP 1740 “Reactive Bubbly Flows”. In gas-liquid reactions, the gaseous species needs to be transferred across the bubble interfaces and through the liquid boundary layer into the liquid bulk phase. These transport processes are dominated by the bubble size and shape as well as the bubble-induced turbulence within a bubble swarm. 

(16. April 2021)

Periodic Open Cell Structures as a truly-engineered alternative to randomly packed catalytic bed

Experimental fixed bed reactors have seen little to no technological improvements since its first conceptualization. Most experimental reactors work on the same fundamental basis. In a typical laboratory fixed bed reactor the concentration of chemical species and temperature can be only measured at the inlet and outlet of the reactor, or in more sophisticated devices, in several discrete sampling points. Moreover most of industrial fixed bed reactors are randomly packed with catalyst pellets which does not offer a truly engineered approach with tailor-made flow properties. Within the I3 Lab “Smart Reactors” project we are working at the Institute of Chemical Reaction Engineering on the integration of two “state of the art” technologies. 

(14. April 2021)

Neues aus der Forschung des Studiendekanats Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM)

Das Studiendekanat Elektrotechnik, Informatik und Mathematik (EIM) der Technischen Universität Hamburg (TUHH) zeichnet sich dadurch aus, dass es drei eigenständige wissenschaftliche Disziplinen unter einem gemeinsamen Dach vereint. Hierdurch sind die Forschungsaktivitäten des Dekanats stark interdisziplinär ausgerichtet. Im Rahmen des Wachstumsprozesses der TUHH hat das Studiendekanat EIM in den letzten drei Jahren sein strategisches Forschungsprofil ausgearbeitet und geschärft. Dementsprechend bündelt das Dekanat TUHH-weit die grundlegenden Kompetenzen zu allen Aspekten digitaler und analoger Computer-Hardware, Rechnernetzen sowie zur Software-seitigen formalen Lösung von Problemstellungen, wie sie in ingenieurswissenschaftlichen Anwendungen bspw. im Maschinenbau oder in der Verfahrenstechnik praxisrelevant sind.

(12. April 2021)

Hochfrequenz-Systeme: Das analoge Rückgrat der Digitalisierung für innovative Anwendungen

Hand aufs Herz: Was genau ist eigentlich Digitalisierung? Die Antwort fällt nicht leicht und fällt extrem unterschiedlich aus, je nachdem, welche Fachrichtung man fragt. Digitalisierung aus Sicht der Elektrotechnik ist eng mit dem Erfassen, Übertragen, Verarbeiten und Analysieren von Daten und Informationen verknüpft. Die dafür notwendige Schaltungstechnik ist ein klassisches Thema der Elektrotechnik. Die Physik der realen Welt ist analog, auch wenn sie digital interpretiert wird. Dies gilt insbesondere für mobile Anwendungen, die ohne eine Funkschnittstelle und analoge Hochfrequenzsysteme nicht mit der Außenwelt kommunizieren können. Aber Hochfrequenztechnik kann weit mehr und ermöglicht neue und innovative Anwendungen.

(12. April 2021)

Die Forschungsinitiatve Machine Learning in Engineering (MLE@TUHH) und die MLE-Days 2021

Machine Learning in Engineering (MLE@TUHH) ist eine Initiative zur Bündelung der Kompetenzen im Bereich des maschinellen Lernens an der TUHH mit dem Ziel des Wissenstransfers in Richtung Wirtschaft und Industrie. Ein interdisziplinär zusammengesetztes Team von Ingenieur*innen, Informatikern*innen, Physikern*innen, Mathematikern*innen, Betriebswirten*innen und Unternehmens-/Technologieethikern*innen der TUHH betrachten Transferprojekte ganzheitlich. Derzeit umfasst die Initiative 120 Mitglieder (Professoren*innen, Oberingenieure*innen, Post-Docs, wissenschaftliche Mitarbeiter*innen und Studierende) aus allen Bereichen der TUHH.

MLE@TUHH hat das Ziel, mit Unternehmen aus der Region langfristig vertrauensvoll in der Form eines Konsortiums zusammenzuarbeiten und Innovationsprozesse anzustoßen und zu begleiten. Vor allem der Mittelstand erhält damit die Möglichkeit, sich individuell auf die neuesten Herausforderungen einzustellen, auf dessen Weg die MLE Initiative erster Ansprechpartner sein soll. 

(12. April 2021)

Smart Reactors – Sustainable Future with Biocatalysis

One major focus of today’s research in industrial production is an advanced digitalization and an increasing demand of smart technology in terms of reaction design, known as “industry 4.0”. This concept is also finding significant relevance in biocatalysis, with rising trend. In fact, the majority of chemical and biochemical processes are still carried out in batch operation, predominately on an industrial scale. Optimization of reaction environments is still an underrepresented research topic, but the major focus of the program “Smart Reactors”. 

The focus of the presented research is to serve novel approaches for a rational and tailor-made reactor design with the means of smart technology. Thereby, we aim the implementation of smart process control to yield autonomously operating bioprocesses, including surface-enhancing and stimuli-responsive materials from bulk chemicals, as shown in Figure 1, and additional integration of inline analytics in the form of UV and IR/Raman. Especially, stimuli responsive hydrogels in a 3D printed manner with encapsulated enzymes are investigated in cooperation with the Institute of Thermal Separation Processes (TVT, TUHH).

(08. April 2021)

Kontinuierliche Bauwerksüberwachung mit der VAM-Methode

Ein großer Teil unserer Infrastruktur, u.a. Brücken und Windräder, sind über einen langen Zeitraum großen Belastungen ausgesetzt. Dabei kann es passieren, dass besonders stark belastete Elemente lokal Schaden nehmen und im schlimmsten Fall ein Versagen der gesamten Tragstruktur verursachen. Ein prominenter Fall ist eine Brücke in Genua, die im Jahr 2018 nach vielen Jahren mangelhafter Wartung einstürzte und dabei 43 Menschen das Leben kostete. 

Damit so etwas nicht passiert, werden tragende Strukturen in regelmäßigen Abständen von Experten gewartet. Diese manuelle Wartung ist jedoch aufwendig, kostspielig und fehleranfällig. Stattdessen können Methoden für die automatisierte Strukturüberwachung eingesetzt werden, um Materialdegradation in Echtzeit festzustellen und dieser frühzeitig entgegenzuwirken, bevor sich größere Schäden einstellen.

(22. März 2021)

Tailor-made particles by fluidized bed spray granulation

Fluidized bed spray granulation is one of the main unit operations in the field of solids process engineering and for example applied for the production of pharmaceuticals, fertilizers or detergents. In a fluidized bed the particles are entrained by the upward flow of the fluidization gas resulting in a bed expansion coming along with a high heat, mass and momentum transfer. During granulation, an atomizable liquid (e.g. suspension, solution, emulsion or melt) is injected onto the fluidized solid granules resulting in a layered growth of the initial particles. The surface structure of particles produced in a fluidized bed process is defined by different process parameters, e.g. the spray rate and the gas temperature. The particle morphology later determines the product quality and its handling, e.g. the dispersibility of the powder. This project aims to understand the interaction between material properties, process parameters and product properties and to produce particles with tailor-made functionality for application in other projects of the collaborative I3 lab “Smart Reactors”.

(19. März 2021)

Optimierung robuster Liegeplatzpläne mit Hilfe von Machine Learning

Globale Lieferketten verbinden Produktionsstandorte auf der ganzen Welt und sorgen dafür, dass auch Produkte, die zum Beispiel auf einem anderen Kontinent gefertigt werden, schnell und sicher beim Verbraucher eintreffen. Dabei spielt der Seeverkehr eine große Rolle, denn über 80 % des weltweiten Warenhandels werden über Häfen abgewickelt. Häufig werden Container für den Transport der Waren eingesetzt. So wurden im Jahr 2019 weltweit insgesamt 152 Millionen Standardcontainer (Twenty-foot Equivalent Units, TEU) per Schiff transportiert (UNCTAD 2020). Containerschiffe können eine große Anzahl von Containern gleichzeitig transportieren. Dadurch reduzieren sich die Transportkosten pro Container und die umweltschädlichen Emissionen werden vermindert. Doch das große Handelsvolumen führt auch zu Herausforderungen für den Containerumschlag in Häfen und im Hinterlandverkehr.

(16. März 2021)

Smart Reactors–Additively Manufactured Lattice Structures (AMLS) for Tailoring Gas-Liquid Flows

The ever-increasing demands for resource- and climate-friendly processes in process engineering require innovative and flexible solutions for reaction control. However, new methods in the field of material sciences and additive manufacturing are now opening up completely new possibilities for equipping traditional processes with sensors and actuators and thus making them ”smarter". This is the main goal of the joint I3-Lab project "Smart Reactors", in which Additively Manufactured Lattice Structures (AMLS) are developed and their influence on fluid dynamics of a two-phase flow is investigated. The structures, e.g. Periodic Open-Cell Structures (POCS) as the simplest subclass of AMLS can be custom-made from various materials and adapted to the specific requirements of the selected process. AMLS can be used e.g. to define the bubble size and phase distribution inside a gas-liquid contactor depending on the cell geometry of the unit cell. 

(08. März 2021)

Shaken, not stirred: Design and application of particle dampers

Lightweight machine designs are becoming increasingly important these days to reduce energy consumption and natural resources. However, a smaller weight typically causes a decrease in stiffness and causing non-negligible vibration amplitudes. To reduce these vibrations active or passive damping techniques might be used. Both approaches are part of ongoing research at the Institute of Mechanics and Ocean Engineering at Hamburg University of Technology. To study these techniques the flexible robot FLEXOR, shown in Figure 1, is used. Large bending deformations occur in the robot’s links when the sliders are moving.

One sophisticated passive damping technique to reduce such vibrations is the use of particle dampers. Thereby containers attached to the vibrating structure are filled with granular material, as shown exemplarily in Figure 2. Due to the structural vibrations, momentum is transferred to the granular material which interacts with each other. As a result, energy is dissipated by impacts and frictional phenomena between the particles.

(01. März 2021)

Smart Reactors–Rethinking Reactor Design

Reactor design for chemical and bioprocess engineering has not changed much in the past decades, owing it to the robustness of both applied materials and the processes themselves. However, the ever-increasing modern-day productions in bio-/chemical industries demand higher flexibilities in process design and operation due to fluctuating raw material qualities, energy sources, personalized products, shorter cycle times and various other individual requirements. To tackle this challenge, a new generation of reactors with added functionalities need to be conceptualized. With the emerging availability of new fabrication technologies and functional materials, “smarter” reactors can be developed. “Smart” as in both smartly designed, by increasing space-time yields of traditional processes or process cascades, and also smart in a literal sense, where the regulation of the reactor during operation is handled autonomously without external monitoring. Within the i3 Lab project “Smart Reactors”, researchers from process engineering and material science departments are working together to develop such reactor concepts.

(23. Februar 2021)

Die Information-Bottleneck-Methode in der Corona Pandemie

Auch die Forschung am Institut für Nachrichtentechnik unter der Leitung von Prof. Gerhard Bauch wird durch die aktuellen Corona Maßnahmen stark beeinträchtigt. Normalweise forschen die Mitarbeiter zu modernen Übertragungstechnologien im Bereich 5G, Algorithmen zur Lokalisierung sowie dem Einsatz von Machine Learning zum Entwurf zukünftiger Kommunikationssysteme.<auch></auch>

Allerdings erlauben die verwendeten Methoden auch den Einsatz in generischen Fragestellungen und allgemeinen Anwendungen im Bereich Big Data. Im Rahmen seiner Projektarbeit beschäftigte sich Semir Cömertpay zusammen mit seinem Betreuer Maximilian Stark mit dem Einsatz der Information Bottleneck Methode zur Bekämpfung der Covid19 Pandemie.

(16. Februar 2021)

Cold and pressure: a successful duo for processing of sustainable porous materials

In an effort to tackle pollution in seas, fields and waterways, the European parliament has overwhelmingly supported a wide-ranging ban on single-use plastics. This trend on minimizing the dependency on synthetic crude-oil derived plastics is also echoed by chemical industry, both in Europe and worldwide.

One research line of our laboratory is to develop high performance porous materials, in particular, for thermal and sound insulation, for example, for buildings, clothing, aircrafts and packaging. The focus here is on the use of natural and renewable sources of biopolymers. 

(08. Februar 2021)

Developing data-driven models to identify environmentally friendly degradation modulators

Magnesium (Mg) bears versatile material properties and great potential to become the material of the future as it can be used in a variety of applications. It can be employed as structural material in  the aerospace and automotive industries, as a base material for bioabsorbable medical implants and as an anode material for primary batteries (see Figure 1). Among the biggest challenges in this context is gaining control over corrosion properties to unlock the full potential of magnesium for a specific target application. For example, for transportation applications, degradation of the material must be prevented to avoid critical material defects. In this area in particular, environmentally friendly alternatives to the very efficient but highly toxic Cr(VI) corrosion protection strategies must be found, as their use will be banned in the near future due to a new REACH regulation. For medical applications, the degradation rate of the material must be modified to allow the injury to heal before the implant dissolves. Finally, for battery applications, continuous dissolution of the anode material must be ensured to keep the battery voltage constant. Consequently, benign degradation modulating strategies are required.

(01. Februar 2021)

Transportroboter Laura auf dem autonomen Bus
(Forschungsprojekt TabuLa)

Der Betrieb des autonomen Buses (Forschungsprojekt TabuLa) in der Stadt Lauenburg/Elbe wurde durch den Lieferroboter Laura (Forschungsprojekt TabuLa-LOG) erweitert. Laura liefert Behördenpost in der Stadt aus und nutzt dazu den Bus als Mitfahrer.

Der Transportroboter wurde vom Institut für Technische Logistik extra für diesen Anwendungsfall entwickelt und begleitet den Bus auf seinen Fahrten. Dr. Johannes Hinckeldeyn erklärt in seinem Interview im NDR, welche Aufgabe der Transportroboter erfüllt und wie die Zukunft der autonomen Lieferrobotern aussehen könnte. Partner des Projekts sind u.a. die Technische Universität Hamburg, die Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein sowie der Kreis Herzogtum Lauenburg. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur.

Der Beitrag vom NDR Fernsehen können Sie unter folgenden Links ansehen:

Weitere Informationen zum Shuttle und Projekt sind zu finden unter:

(21. Januar 2021)

Composites from Spouted-Bed Granulation Process 

Many of natural materials show very interesting mechanical properties for technical applications. For this reason, the structure of these materials has been investigated during the last decades very well. A typical example of such a damage tolerant natural material is nacre. Nacre consists of about 95 vol.% calcium carbonate and about 5 vol.% of polymeric material. [1] Because of the remarkable mechanical properties of natural materials many attempts are made to reconstruct this complex hierarchical structural design. The production of a tailor-made highly-filled composite materials is the main aim of the “Sonderforschungsbereich SFB 986 M3”, which starts in the third funding period next year. In subproject A3 a novel processing routes based on fluidization of particles are developed and optimized and the mechanical properties of produced highly filled ceramic-polymer and metal-polymer composites are investigated. For the composite production, a spouted bed is used to coat fine iron oxide particles with a polymeric film. The spouted bed is a special form of the fluidized bed with the difference that the gas is supplied via a narrow gap instead of a porous distributor plate. As a result, higher shear forces and fluidization velocities are achieved and thus very fine, cohesive and as well very coarse and heavy particles can be fluidized.

(18. Dezember 2020)

Pressemitteilungen

Eine interdisziplinäre, medizintechnische Forschung von TU Hamburg und UKE ermöglicht Kliniken neue und spannende Erfolge in Diagnostik und Therapie. Photo by Olga Guryanova on Unsplash

Krankheiten mit körpereigenen Zellen und Gewebe behandeln - Start der Ringvorlesung „Tissue Engineering – Regenerative Medizin“

Mit körpereigenem Gewebe, wie Haut, Blutgefäßen, Knochen oder Nerven sowie Stamm- und Immunzellen, können unterschiedliche Krankheiten behandelt werden. Einsatz finden die lebenden Zellen und Biomaterialien schon heute in der Krebsforschung und -therapie. Wie diese künstlich gezüchtet werden können und welche Fortschritte die Forschung im Bereich der Regenerativen Medizin bereits vorweist, können Interessierte in der Ringvorlesung „Tissue Engineering“ an der Technischen Universität Hamburg erfahren. Nächster Termin ist der 23. November 2021 um 17 Uhr. Von Krebsstammzellen über Künstliche Intelligenz bis hin zu Mikrochips: Neun Experten aus der Wissenschaft und der Industrie beleuchten in der Ringvorlesung die Zukunft der Medizin. Zum Auftakt der Vorlesungsreihe sprach Professor Ralf Pörtner von der TU Hamburg über die Vermehrung menschlicher Immunzellen für die Zelltherapie.

(22. November 2021)
TU-Oberingenieur Franz von Bock und Polach will Eis und das Navigieren von Schiffen darin besser erforschen. Photo by Hubert Neufeld on Unsplash.

Neue Standards für den Schiffbau - Oberingenieur Franz von Bock und Polach als Chairman des Specialist Comittee on Ice berufen

Zugefrorene Wasserflächen und insbesondere Polareis sind eine Herausforderung für die Schifffahrt, denn je nach Entstehungsart entwickelt Eis unterschiedliche Strukturen. Oberingenieur Franz von Bock und Polach vom Institut für Konstruktion und Festigkeit von Schiffen der Technischen Universität Hamburg hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, Eis und das Navigieren von Schiffen darin besser zu erforschen. Eis ist nicht gleich Eis Forschungsgrundlage des Oberingenieurs ist Eis. Doch Eis ist nicht gleich Eis. „Das liegt daran, dass es so ein vielschichtiges Material ist“, erklärt Franz von Bock und Polach. Deshalb arbeitet der TU-Forscher einerseits mit klein-skaliertem Modelleis, das unter Laborbedingungen hergestellt wird und mit natürlich gewachsenem Eis, wie es in der Arktis zu finden ist.

(15. November 2021)
Morgen bricht der deutsche Astronaut Matthias Maurer zur ISS auf. An einem der Experimente vor Ort ist auch die TU Hamburg beteiligt.

Wissenschaft der TU Hamburg im All - Smart Shirt misst Vitaldaten von Astronaut Matthias Maurer

Der deutsche Astronaut Matthias Maurer ist nach langem Warten mit der Weltraummission Cosmic Kiss zur ISS aufgebrochen. An einem der Experimente vor Ort ist auch Junior Professor Ulf Kulau der Technischen Universität Hamburg beteiligt. Er hat Sensoren für ein smartes Shirt des Astronauten entwickelt, das minimale, durch den Herzschlag bedingte, Brustkorbbewegungen misst. Matthias Maurer wird das Shirt während seines Aufenthalts im All tragen und die daraus gewonnenen Daten anschließend zur Erde schicken. An der TU Hamburg werden diese dann von Kulau und dem gesamten Team (DSI Aerospace Technologie GmbH, DLR Bremen, Uni Bielefeld) ausgewertet und analysiert. Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist es herauszufinden, ob die Methode geeignet ist, Maurers Herz während dessen sechsmonatigen Aufenthalts auf der ISS zu beobachten und wie die Signalverarbeitung auch unter Raumfahrtbedingungen noch weiter in den Sensor integriert werden kann.

(10. November 2021)
Das Molekül Lignin könnte fossile Ressourcen ersetzen und die Wirtschaft nachhaltiger gestalten. Es findet sich in fast allen Pflanzen und Gehölzen, wie Gräsern, Sträuchern und Bäumen. Photo by David Vig on Unsplash

Mit Pflanzenresten in eine fossilfreie Zukunft - TU-Forschende treiben die nachhaltige Kreislaufwirtschaft voran

Die Bioökonomie ist der Schlüssel, wenn es um die Zukunft der Wirtschaft geht. Indem fossile Ressourcen durch verschiedene, nachwachsende Rohstoffe ersetzt werden, sollen mit ihr globale Herausforderungen gelöst werden. Eine fossilfreie Alternative ist beispielsweise das Molekül Lignin. Dieses findet sich in fast allen Pflanzen und Gehölzen, wie Gräsern, Sträuchern und Bäumen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg, unterstützt durch das TU Center for Bio Based Solutions, forschen in dem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Konsortium „ELBE – NH“ daran, Lignin effizienter für die Bioökonomie zu nutzen. Ihre Ergebnisse stellen die Forschenden am 26. November 2021 der Öffentlichkeit vor. Ein Rohstoff mit viel Potential Lignin kann aufgrund seiner chemischen Beschaffenheit vielfältig …

(08. November 2021)
Weltweit landen jährlich über 930 Millionen Tonnen Lebensmittel im Müll. Forschende des Instituts für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz der TU Hamburg wollen daran etwas ändern.

Bares für den Müll? - TU-Forschungsgruppe untersucht Ausmaße von Lebensmittelverschwendung

Weltweit landen jährlich über 930 Millionen Tonnen Lebensmittel im Müll. In Industriestaaten wie Deutschland sind Haushalte mit über 50 Prozent der Lebensmittelabfälle hauptverantwortlich für diesen hohen Wert. Um diesem Ausmaß entgegenzuwirken wurde in den Sustainable development goals (SDG) der Vereinten Nationen das Ziel formuliert, die Lebensmittelverschwendung bis 2030 um die Hälfte zu reduzieren. Ob dieses Vorhaben machbar ist, hat die Forschungsgruppe Bioressourcen-Management (BIEM) des Instituts für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz der Technischen Universität Hamburg untersucht. 75 Kilogramm pro PersonDafür machte sich das TU-Team mit Schutzanzug, Atemmaske und Gummihandschuhen an die Arbeit, um die Menge und Zusammensetzung des Rest- und Biomülls zweier Lübecker Wohngebiete zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen, dass pro Kopf jährlich circa 75 Kilogramm Lebensmittelabfälle anfallen, das entspricht dem deutschen Durchschnitt.

(28. Oktober 2021)
Photo by Gary Chan on Unsplash

Kreislaufwirtschaft Bioabfall - Neues Sammelsystem hilft, Abfälle von Fehlwürfen zu befreien

Qualitätskomposte sind wichtig für die Kreislaufwirtschaft. Problematisch wird es, wenn die Bioabfälle mit Plastik verunreinigt sind. Im Gegensatz zu anderen Störstoffen, wie beispielsweise Metallen, kann Plastik nur aufwendig mit komplexem Equipment aus dem Bioabfall entfernt werden. Daher sollten die in einer Verwertungsanlage angelieferten Abfälle so sauber wie möglich sein, um Aufwand und Kosten für die Reinigung gering zu halten. Um der Plastikproblematik entgegenzuwirken, hat das Bundeskabinett in einer Novelle der Bioabfallverordnung im September 2021 beschlossen, dass künftig Bioabfälle vor einer Vergärung oder Kompostierung nur noch maximal ein Prozent Kunststoffe enthalten dürfen. Derzeit liegt ihr Anteil bei Biotonnen in Deutschland weitläufig bei über zwei Prozent. TU-Wissenschaftler der Gruppe Bioressourcen-Management (BIEM) haben es mit einem neuen Sammelsystem geschafft, Plastik in Bioabfällen sogar fast vollständig zu vermeiden.

(15. Oktober 2021)
Über das On-Demand-Angebot „ioki Hamburg“ können sich Fahrgäste ganz flexibel mit Hilfe von rund 20 Elektro-Kleinbussen bis vor die Haustür bringen oder abholen lassen.

Hamburger ÖPNV mit On-Demand-Angebot zukunftsfähig machen - TU-Forschende werten das Mobilitätsangebot „ioki Hamburg“ aus

Nachhaltig, barrierefrei und bedarfsorientiert: Seit 2018 startet und endet die Fahrt im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) am nordwestlichen Stadtrand von Hamburg nicht mehr an der Haltestelle, sondern geht mit dem ioki Hamburg On-Demand-Service weiter. Welchen Beitrag das Angebot für die Mobilität von morgen leistet, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Verkehrsplanung und Logistik der Technischen Universität Hamburg in einer begleitenden Studie seit 2018 untersucht. Die Ergebnisse wurden nun in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Internationales Verkehrswesen“ in dem Artikel „On-Demand-Angebote als Bestandteil des ÖPNV“ veröffentlicht. Mobilitätslücken schließen Über das On-Demand-Angebot „ioki Hamburg“ können sich Fahrgäste ganz flexibel mit Hilfe von rund 20 Elektro-Kleinbussen bis vor die Haustür bringen oder abholen lassen.

(11. Oktober 2021)
Das Energiesystem eines mordernen Kreuzfahrtschiffes ist äußerst komplex und kann Ausmaße einer Kleinstadt annehmen.

Nachhaltige und effiziente Schifffahrt - SuSy-Projekt an der TU Hamburg gestartet

Die globale Schifffahrt ist ein wichtiger Teil des Transportsektors. 90 Prozent des Welthandelsvolumens werden über See verschifft. Dabei ist die Schifffahrt für ca. drei Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich und steht wie auch die Kreuzfahrtbranche aufgrund der Schadstoffemissionen in der Kritik. Die Branche hat sich daher verpflichtet die CO2-Emissionen bis 2030 um 40 Prozent zu reduzieren – bei gleichzeitig erwarteter Steigerung der Transportleistung. Aus diesem Grund haben sich Forscherinnen und Forscher der Technischen Universität Hamburg zum Ziel gesetzt, die Effizienz zu erhöhen und die Integration erneuerbarer Energien in der Schifffahrt zu verstärken. Die daraus entwickelten Gleichspannungs-Technologien für die Schifffahrt sollen in Zukunft auf möglichst vielen Schiffstypen angewendet werden. „Das Energiesystem eines Schiffes ist äußerst komplex und kann Ausmaße einer Kleinstadt annehmen.

(05. Oktober 2021)
Die Zukunft der Mobilität auf der ITS 2021: autonomer Shuttle TaBuLa und Transportroboter 'Laura' unterwegs in Aktion.rnrnrn

Mobilität der Zukunft - TU Hamburg ist Teil des ITS World Congress 2021

Wie kann eine intelligentere, sauberere und schnellere Mobilität aussehen? Der World Congress on Intelligent Transport Systems (ITS World Congress) 2021 will genau darauf Antworten finden und stellt vom 11. bis zum 15. Oktober die neuesten Technologien und die innovativsten Lösungen für Städte und ihre Bürgerinnen und Bürger vor. Mit vertreten sind zwei Projekte der Technischen Universität Hamburg. Sie zeigen, dass der Personen- und Warentransport bereits heute automatisiert sein Ziel erreicht und dass Flugtaxis schon bald Realität werden könnten. 2021 ist Hamburg zum ersten Mal Austragungsort für den Weltkongress. Über den Wolken ans Ziel Unter der Koordination der TU Hamburg forschen Hamburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an maßgeschneiderten Zukunftsszenarien einer innovativen, luftgestützten, urbanen Mobilität (i-LUM) für die Metropolregion Hamburg.

(28. September 2021)
Professor Marcus Rutner und Doktorand Jakob Brunow der TU Hamburg forschen mit ihrem Team an einem Pflaster für die Infrastruktur.

Innovationen made in Hamburg: Sommertour zur Regionalen Innovationsstrategie - Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank und Innovationssenator Michael Westhagemann besuchen auf der Innovations-Sommertour das Hamburg von morgen

Beim zweiten Stopp der Innovations-Sommertour besuchten die Senatoren Katharina Fegebank und Michael Westhagemann heute die Technische Universität Hamburg. Die in der Regionalen Innovationsstrategie definierten Zukunftsfelder der Materialwissenschaften und der Gesundheit werden auch an der TU Hamburg mit Leben gefüllt. Neben „Nanolaminatpflastern“, die für eine bisher unerreichte Lebensdauerverlängerung im Metallbau sorgen, zeigte das Institut für Mehrphasenströmungen wie die Impfstoffproduktion der Zukunft aussieht. Wissenschaftssenatorin und Zweite Bürgermeisterin Katharina Fegebank: „Die Technische Universität Hamburg hat uns heute wieder eindrucksvoll demonstriert, wie Grundlagenforschung und die Entwicklung innovativer Ideen und Produkte Hand in Hand gehen.

(02. September 2021)