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Antibiotika, Psychopharmaka, Hormone - viele Stoffe gelangen über das Trinkwasser in die Nahrungskette, ohne dass die Menschen es wissen. Denn die biologisch wirksamen Substanzen werden in den Kläranlagen nicht vollständig abgebaut.Wissenschaftler haben jetzt ein Verfahren entwickelt, wie das Wasser ohne Chemikalien gereinigt werden kann: Mit Ultraschall und Hochdruck erzeugen sie winzige Hohlräume im Wasser, die schlagartig zusammenbrechen und dabei so viel Energie freisetzen, dass am Ende die ungewünschten Verunreinigungen zersetzt werden. Im Labor funktioniert diese Methode der "Kavitation" bereits, in Zukunft soll sie im großen Stil getestet werden.

• 13.02.12
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Elektromotoren gelten als der Autoantrieb der Zukunft. Schwachpunkt sind heute noch die Batterien: zu schwer, zu schwach, und das Laden dauert zu lange. Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeln einen neuartigen Typ von Batterie.Der neue Energiespeicher soll ohne Blei und ohne Lithium auskommen. Stattdessen sollen Metall-Fluoride dafür sorgen, dass die Batterie deutlich mehr Ladung speichern kann als bisher.

• 06.02.12
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"Es ist nicht so, dass die Hirnforschung tatsächlich versucht, den Willen zu beeinflußen. Sie mißt ihn, sie versucht, ihn sozusagen zu erfassen, zu verstehen. Aber natürlich ist da Schluß wo man versucht, Menschen zu manipulieren, etwas zu tun was sie selber nicht wollen."DW-TV: Wollen wir gleich mal ganz groß anfangen, Herr Walter. Darf denn Hirnforschung am freien Willen herumdocktorn? Henrik Walter: Naja, wenn sie versucht ihn wieder herzustellen oder zu verbessern... Warum nicht? Wird sie es denn jemals überhaupt können? Es ist ja ein weiter Weg von dem Bewegen kleiner Pünktchen auf dem Bildschirm bis zum Herumdoktern am freien Willen. Es ist nicht so, dass die Hirnforschung das tatsächlich versucht, den Willen zu beeinflußen. Sie mißt ihn, sie versucht, ihn sozusagen zu erfassen, zu verstehen. Es geht ja nicht um eine direkte Manipulation des Willens, sondern es geht ja vor allen Dingen um Bewegungssteuerung. Zum Beispiel Zittern bei Parkinsonpatienten das man versucht zu verbessern. Aber es wird ja doch versucht. Die Hirnforschung möchte ja auch immer weiter kommen. Das ist ja sicherlich auch interessant für den Hirnforscher. Ja, man versucht es natürlich zu verstehen. Die tiefe Hirnstimulation wird ja schon seit Jahren, seit Jahrzehnten an neurologischen Patienten angewandt. Aber in den letzten Jahren versucht man, es auch bei hoffnungslosen psychiatrischen Erkrankungen einzusetzen. Und da geht es zum Beispiel auch um Willenslosigkeit, wenn zum Beispiel Depressive nur im Bett liegen und zu gar nichts mehr motiviert sind. Da gibt es inzwischen Verfahren wie man sie wieder motivieren kann. Würden Sie sagen es ist richtig den Willen künstlich zu erzeugen? Und die Gefahr kann man vernachlässigen? Gefahren kann und soll man nicht vernachlässigen. Und der Wille wird ja nicht erzeugt, sondern er wird ermöglicht. Wo ist denn da der Unterschied? Der Unterschied ist, dass man sich das nicht so vorstellen darf, das man auf einen Knopf drückt und dann bewegt man die Hand. Sondern es ist ja eher so, was die Depression zum Beispiel angeht, implantiert man Elektroden in Hirnregionen, die motivationale Zentren sind. Und dann passiert es zum Beispiel, das Patienten, die Jahrzehnte lang zu nichts mehr Lust hatten, sich zu nichts mehr aufraffen konnten, plötzlich sagen: Ich hatte heute mal Lust, zum Kölner Dom zu gehen. Dieses Wollen wird sozusagen durch die Stimmulation ermöglicht, aber nicht ganz direkt, kausal erzeugt. Es ist ja immer eine Frage der Grenzen: Wo, würden Sie denn sagen, Hier ist definitiv Schluß? Also natürlich ist da Schluß wo man versucht, Menschen zu manipulieren, etwas zu tun was sie selber nicht wollen. Aber das ist ja genau das Problem. Weil diese Grenze ist ja sehr fließend. Nein, es ist eben nicht so dass man so ein Spiel-pad hätte und damit Patienten steuern könnte, sondern es wird ja dem Patienten praktisch implantiert und nur an einer Stelle eine Stimmulation erzeugt. Ein chronischer Patient kann selbst mitentscheiden, und tut es auch, ob und wie dort dauerhaft stimmuliert wird. Würden Sie denn sagen, in der Hirnforschung wird ethisch genug gearbeitet, oder sehen Sie da Handlungsbedarf? Es wird zunehmend ethisch gearbeitet. Und gerade was die tiefe Hirnstimmulation angeht, die ja bei Bewegungsstörungen eingesetzt wird, wo man sofort einen tollen Effekt sieht: Die Leute können nicht richtig laufen, zittern, sie haben eine Elektrode und dann geht alles besser. Dann denkt man, es ist alles ganz toll. Jetzt hat man aber in den letzten Jahren, weil man genug Patienten so behandelt, über 10 000 inzwischen weltweit, festgestellt, dass es eben auch Nebenwirkungen gibt, die nicht unerheblich sind und die jetzt zunehmend Beachtung finden. Interview: Daniela Levy

• 06.02.12
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Unter dem Titel "Kluge Köpfe" stellt PROJEKT ZUKUNFT junge Nachwuchswissenschaftler aus aller Welt vor, die in Deutschland leben und forschen.Alexander Zakhidov forscht an der Technischen Universität Dresden. Dort beschäftigt der 30jährige Physiker sich mit den sogenannten OLEDs - organischen Leuchtdioden. Er will erreichen, dass Displays aus OLEDs farbig leuchten können.

• 06.02.12
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Zu Gast im Studio ist Prof. Werner Daum von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, BAM

• 06.02.12
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Zu Gast im Studi ist Professor Klaus Töpfer, Gründungsdirektor des IASS in Potsdam, einer Denkfabrik für Klimaforschung und Nachhaltigkeit, Vizepräsident der Welthungerhilfe und ehemaliger Chef des Umweltprogramms der Vereinten Nationen in Nairobi.DW-TV: Herr Töpfer, glauben Sie, dass man mit Wissenschaft Dürre-Katastrophen verhindern kann? Klaus Töpfer: Man muss Wissenschaft intensiv mit einbinden, aber es gehört mehr dazu. DW-TV: Nämlich? Klaus Töpfer: Wir müssen die Wissenschaft zu den Handlungsabläufen bringen. Wir brauchen Politik dazu, wir brauchen die Menschen dazu. Also, ein ganz wichtiger Beitrag muss von der Wissenschaft geleistet werden, aber es muss dann noch vieles dazukommen. DW-TV: Es gibt ja wirklich so viel Forschung, es gibt so viele kluge Ideen. Wird das denn umgesetzt? Klaus Töpfer: Mehr und mehr kommt die Welt gar nicht daran vorbei, wissenschaftliche Ergebnisse zu nutzen. Als ich geboren wurde, hatte die Welt 2,7 Milliarden Bewohner, jetzt haben wir 7 Milliarden und im Jahre 2050, da sind meine Enkelkinder noch nicht einmal 50 Jahre alt, werden es 9 Milliarden sein und es geht auf 10 Milliarden. Die Wassermenge wird sich nicht wesentlich verändern, also müssen wir neue Möglichkeiten nutzen: Wissenschaftliche Erkenntnisse der Kreislaufführung von Wasser und eine deutliche Verbesserung der Wirkungseffizienz. Die Frage also ist: Wie kann man aus einem Tropfen Wasser mehr herausholen als jetzt. Das sind Herausforderungen. DW-TV: Und wie kann man? Klaus Töpfer: Nehmen Sie ein konkretes Beispiel: 70 bis 75% des Süßwassers, das auf der Erde da ist, wird in der Landwirtschaft verwendet. Also muss man sich fragen, wie kann man Bewässerungssysteme effizienter gestalten? Da gibt es etwa die Möglichkeit, dass man – was gar keine spektakuläre Vision ist - kleine Löcher in Schläuche macht. Das nennt man dann Tröpfchenberegnung, so bringt man das Wasser direkt an die Wurzel der Pflanze. Damit bekommen wir einen deutlichen Zuwachs an Ertrag pro Tropfen Wasser. Heute gehen wir schon hin und machen das unter der Erde, so dass die Verdunstung vermindert wird. Das kostet natürlich Geld. Aber das muss gemacht werden. DW-TV: Effizienz ist die eine Seite, nachhaltiges Abwassermanagement die andere. Aber es gibt ja noch eine Richtung. Es gibt die Forschung zu trockenresistenten und schädlingsresistenten Pflanzen. Was halten Sie davon? Klaus Töpfer: Ich glaube wir sind weltweit in einer Situation, die es nicht erlaubt, dass wir eine Option von vornherein ausschließen. Und dass wir Forschung gemacht haben, um Anpassungsprozesse zu ermöglichen und zu beschleunigen, ist ja nichts Neues. Das ist immer schon gemacht worden. Mendel ist ja nun hinreichend bekannt und man hat durch "Ausmendlungen" solche Pflanzensorten gezüchtet, die besonders wenig Wasser brauchen. Aber man muss natürlich wiederum sehen: Welche Pflanzen kann man in solchen Gebieten anbauen? An vielen Stellen exportieren wir gerade aus wasserarmen Gebieten Wasser in den Produkten, in den Zitrusfrüchten, in den Tomaten. Zum anderen importieren wir Wasser durch und für Tourismus. Tourismus ist eine extrem wasserintensive Industrie. Fragen Sie mal, was so ein Golfplatz an Wasser braucht, dann wissen Sie, dass wir an vielen Stellen - und Tourismus ist für uns ein Import- sehr viel Wasser auch in dieser Form importieren. Es geht also schon darum, dass wir fragen, welche Arten sind besonders trockenresistent? Aber genauso wichtig ist, dass wir uns fragen: Welche Nutzung von Wasser ist in welchen Gebieten verantwortbar und nachhaltig. DW-TV: Kann Ihrer Erfahrung nach Wissenschaft überhaupt helfen, wenn sich politische Rahmenbedingungen nicht ändern? Klaus Töpfer: Ich habe ja am Anfang gesagt, Wissenschaft ist zwingend notwendig, aber Wissenschaft allein reicht nicht aus. Da ist Politik und da ist persönliches Verhalten. Wir sagen immer: Wasser ist nicht eine Mengenkrise, sondern eine Investitionskrise und eine politische Organisationskrise. Wenn Sie das zusammenbringen, dann haben Sie auch Antworten auf die Probleme, die wir zu lösen haben. (Interview: Daniela Levy)

• 06.02.12
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Zu Gast im Studio ist Michael Niedermayer vom Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, BerlinSensoren als unsere ständigen Begleiter – Michael Niedermayer vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration ist ein Fachmann dafür, wie man High Tech in Kleinst-Formate bringt. DW-TV: Die Sensoren heute sind riesig im Vergleich zu den Sensoren, die für die Zukunft geplant sind. Wie kann man High Tech so klein kriegen? Michael Niedermayer: Viele Komponenten von diesen Sensoren bekommt man schon recht klein. Gerade die Datenverarbeitung, die Sensorik selbst, kann man gut miniaturisieren. Bei der Batterie und den Antennen ist das recht schwierig. Deswegen ist das heute noch eine Barriere. Energie ist ein zentrales Thema. Wenn wichtige Körperfunktionen überwacht werden sollen, oder ein übermüdeter Autofahrer vor einem Unfall gewarnt werden soll, darf die Batterie nicht aussetzen. Deswegen versucht man die Energie aus der Umgebung zu gewinnen, beispielsweise mit Thermowandlern. Bei einem Jogger funktioniert das sehr gut. Wenn es an Wintertagen sehr kalt ist und es einen hohen Unterschied zwischen der Körpertemperatur und der Umgebung gibt, kann man so etwas schön klein kriegen. Ist es wärmer, im Hochsommer, braucht man schon größere Systeme, weil dieser Temperaturunterschied dann zu klein wird. Das sind heute die Schwierigkeiten. Das heißt, man hat einen ganz kleinen Sensor umhängen hat und eine große Tasche mit einer Batterie darin? Ja. Wird man diese Probleme lösen können? Der Energiebedarf dieser einzelnen Komponenten wird immer geringer, dadurch sind enorme Fortschritte gemacht worden. Für bestimmte Sachen, wie der Funkkommunikation zu einer Basisstation, funktioniert das nicht. Dort kann man die Energie nicht beliebig runterfahren. Dadurch werden heutige Sensoren noch ein Vielfaches von dem an Energie benötigen, was sie in der Zukunft verbrauchen werden. Und deswegen gibt es auch noch viele Möglichkeiten in der Entwicklung. Es gibt ja auch noch andere, ethische Probleme. Wie will man verhindern, dass diese Sensoren mich gegen meinen Willen ständig überwachen? Es wird auf jeden Fall wichtig sein, dass solche Systeme über Verschlüsselungsalgorithmen verfügen. Die kann man dann per Handy einstellen, um sicher zu gehen, dass fremde Leute nicht auf die Daten zugreifen können. Aber es gibt natürlich immer ein Risiko, dass jemand Kleidung manipuliert, einen Sensor einbringt, den man nicht sofort sieht. Schlüssel werden auch gerne geknackt? Ja, aber man ist heute schon in der Lage so große Schlüssel zu vergeben, dass eher die Batterie ausfällt, als dass das System geknackt wird. Das hat man mittlerweile im Griff. High Tech im Kleinstformat ist immer teuer. Wer soll sich das leisten können? Gerade wenn es um große Stückzahlen geht, wenn es viele Menschen gebrauchen können, dann werden solche Systeme auch weniger kosten. Heute kann ein solches System auch mal locker 1000 Euro kosten. Glauben Sie, es ist realistisch, dass solche Sensoren in 10 Jahren unseren Alltag begleiten? Das glaube ich, wir werden viele solche Sensoren sehen, die für jeden Anwender ganz normal sein werden. Ich halte das für sehr realistisch. Michael Niedermayer, herzlichen Dank für Ihren Besuch. Interview: Daniela Levy

• 06.02.12
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vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. DW-TV: Weniger Energieverbrauch durch eine bessere Form und Geschwindigkeitsanpassung, das gilt im Prinzip für alles, was von A nach B fährt, besonders wenn es schwer beladen ist wie der Güterverkehr. Joachim Winter ist Experte für Fahrzeugkonzepte beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Herr Winter, für Züge gilt ja im Prinzip das Gleiche wie für Schiffe – auf die Form kommt es an. Joachim Winter: Ja, das ist richtig, die Formgebung bei Zügen hat nur etwas andere Gründe. Das Vorderteil am Zug, Nase genannt ist so geformt, um die Luftverdrängung bei der Tunneleinfahrt so zu gestalten, dass kein Überschallknall am Tunnelausgang entsteht. Und der Nachlauf wird aerodynamisch in die Gesamtform des Zuges eingebracht. DW-TV: Wie bekommt man einen Güterzug, einen sperrigen Güterzug, so windschnittig? Joachim Winter: Einen sperrigen Güterzug können sie nur so windschnittig bekommen, indem sie die Einzelwagons verkleiden und auch die Wagonübergänge. Das ist auch hier ein Thema, weil sie sonst nicht nur Luftverwirbelungen erzeugen, sondern auch Geräusche. DW-TV: Jeder Schlitz macht die Fahrt schlechter? Joachim Winter: Ja genau, jede Unebenheit auf der Oberfläche führt zu zusätzlichem Widerstand und hörbaren Geräuschen. DW-TV: Sie setzen ja nicht nur auf Form. Was ist denn noch wichtig? Joachim Winter: Wichtig ist hier zum Beispiel der verteilte Antrieb, dass wir hier entsprechend beschleunigen und bremsen können. Wir steigen auf zwei Ebenen ein, so dass die Fahrgäste einen höheren Komfort beim Aufsuchen der Züge haben. DW-TV: Ein doppelstöckiger Zug, der dann auch sehr hoch wird. Aber was ist wichtig, um Zug fahren so effizient wie möglich zu machen? Joachim Winter: Um es so effizient wie möglich zu machen, muss über Fahrplan und Verkehrssystem alles angepasst werden, auch die Strecken. Und wir haben Fahrerassistenzsysteme, die dafür sorgen, dass die Züge möglichst wenig beschleunigen, weder zu viel Fahrt aufnehmen noch alles rausbremsen müssen. Und wir rekuperieren, was an Bremsenergie frei wird. DW-TV: Das heißt? Joachim Winter: Wir speisen die Energie - soweit es geht - zurück ins Netz, oder verbrauchen sie an Bord. DW-TV: Das klingt alles wunderbar in Ländern, wo das Schienensystem tiptop ist. Was machen die Anderen? Und wer soll sich das überhaupt leisten können? Joachim Winter: Diese Systeme im Hochgeschwindigkeitsbereich können sich nur Länder leisten, die entsprechend Mittel und auch Bedarf auf Grund des Fahrgastpotentials haben. DW-TV: Einerseits heißt es ja, weniger Geschwindigkeit ist gut für die Umwelt, andererseits wird auf Hochgeschwindigkeit gesetzt. Wie passt das zusammen? Joachim Winter: Die Aufgabe von Hochgeschwindigkeitszügen wäre, insbesondere in Europa, einen innereuropäischen Flugverkehr zu ersetzen. DW-TV: Wenn wir über Energieeinsparungen reden – was glauben sie - wo ist die Grenze? Wie weit kann man gehen? Was kann man überhaupt einsparen? Joachim Winter: Man kann soviel Energie einsparen, dass man nur noch die Energie für die Widerstandsüberwindung braucht, sowohl für den Rollwiderstand, wie auch den Querschnittswiderstand gegenüber der Luftsäule. DW-TV: Das ist ein bisschen technisch. Joachim Winter: Ja. Anders gesagt, man braucht eine Mindestenergie, um die Widerstände des jeweiligen Fahrzeuges zu überwinden. Das ist beim Schiff natürlich anders als beim Maschinenfahrzeug. DW-TV: Wenn man den Zugspezialisten fragt, was das effizienteste, das umweltfreundlichste Verkehrsmittel ist, ist die Antwort wahrscheinlich ziemlich klar, oder? Der Zug! Welches Verkehrsmittel nehmen sie hauptsächlich? Joachim Winter: Wir fahren hauptsächlich Zug. Interview: Daniela Levy

• 06.02.12
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