ChemieXtra 9/2021 by SIGWERB GmbH

9 / 2021

September 2021

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

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EDITORIAL

Ch romat ogra phie

Und im Hintergrund droht «Matrix» Wie haben wir uns nicht darüber ergötzt, was uns bestimmte Medien, wie zum Beispiel die Zeitschrift «Hobby» in den 60igern, für die nahe Zukunft ver sprochen haben. Natürlich würde alles durch Natur wissenschaft und Rationalität gelöst. Maschinen hätten die Arbeiten übernommen, das Ernährungs problem würde durch Agrarkolonien unter Wasser und im Weltall endgültig ad acta gelegt. Heute lächeln wir über solche Utopien – und doch leben wir schon fast in einer solchen. Filme wie «The Matrix» haben uns aber auch die dunkle Seite der Digitalisierung gezeigt. Die künstli chen Intelligenzen könnten die Macht über die Menschheit vollständig übernehmen. Möglich ist dies durch die «Digitale Revolution», die eben wirklich eine Veränderung von fast unendlicher Dimension ist und deren Ende wir noch lange nicht absehen können. Es gibt keinen Bereich, gerade auch im Umfeld der Chemie, der nicht durch Digitales umgewälzt wurde. Überall sitzen diese Helfer. So kann zum Beispiel ein Analyselabor sämtliche Messdaten so ablegen und verwalten, dass nur noch eine Zentrale alles kontrolliert. Alle Messdaten werden auf einer Softwareplattform vernetzt, was zum Beispiel ein FDA-Audit ungemein erleichtert. Bei einer solchen Vernetzung von Software und Geräten, von Office-Rechnern, Analytik und Produktion, von eigenen Systemen und Fernwartungszugängen können ungeladene Gäste über viele Wege in ein Unternehmen eindringen und dort Schaden anrichten. Aber dafür gibt es natürlich auch Abhilfe durch Sicherheitskonzepte. Die Basler Ilmac vom 19. bis 21. Oktober bietet die beste Möglichkeit, unterschiedliche Strategien von Geräte- und Softwarean bietern zu vergleichen. Damit die «Dunkle Seite» keinen Sieg davontragen kann. Und die Forschung hört nie auf: Dringende Probleme warten auf die Wissen schaft, wie zum Beispiel die vom Menschen verursachte Minderung der Luftqualität. Firmen müssen ihre Abluft so reinigen können, dass die Umwelt nicht belastet wird. So haben Forschende der Hochschule Luzern ein Modell und einen zugehörigen Leitfaden zur Reinigung von gasförmigen Ver unreinigungen in der Abluft entwickelt.

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I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

CHEMIE

Die schlummernden Krebszellen

Wer gewinnt den Chemie-Nobelpreis?

Mit einigen Ausnahmen traten jedes Jahr neue Wissenschaftler in den renommierten Kreis der Nobelpreisträger. Der Chemie-Nobelpreis wird wohl auch dieses Jahr im Oktober 2021 verliehen.

BIOWISSENSCHAFTEN

Noch Jahre nach einer scheinbar erfolgreichen Krebsbehandlung können Tochtergeschwüre im Körper entstehen. Forschende haben entdeckt, wie diese «schlafenden Zellen» im Ruhezustand gehalten werden und wie sie aufwachen und Metastasen bilden.

Es ist definitiv. Der Lebensmittelzusatzstoff Titandioxid wird aus der Schweiz verbannt. Dies verkündeten die Behörden bereits im Mai dieses Jahres. Aber der Stoff bleibt uns dennoch erhalten.

LABOR Mit Corona kam ein Aufschwung des Hackings

Seit Anbeginn der Diskussionen über die elektronische Stimmabgabe wird ihre Integrität angezweifelt: Sind die Ergebnisse 100-prozentig korrekt und vollständig? Bei den Prozessen der Life-Science-Industrien stellen sich diese Fragen in noch viel komplexerer Weise.

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise 10 × jährlich

ERNÄHRUNG Wenn das edle Weiss verschwindet

Filtermembran macht Viren unschädlich

MEDIZIN

NEWS

FIRMEN BERICHTEN Ein Pumpenhersteller trifft den Nerv der Zeit

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Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.

Geschäftsleiter Andreas A. Keller

Redaktionelle Mitarbeit Dr. Kurt Hermann

Jahrgang 11. Jahrgang (2021) Druckauflage 9 099 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2020 9 219 Exemplare Total verbreitete Auflage 2 221 Exemplare davon verkauft

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I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

PUBLIREPORTAGE

Messen stimulieren die Nachfrage

VERFAHRENSTECHNIK Aktivkohle und Co. effizient nutzen

Der Messeveranstalter Easyfairs ist überzeugt, dass Fachmessen nach der langen Durststrecke die Nachfrage stimulieren.

MANAGEMENT Was im Homeoffice gilt – und was nicht

FORSCHUNGSWELT Flexible Arbeitsformen gewinnen in der digitalisierten Arbeitswelt immer mehr an Bedeutung. Dies nicht zuletzt auch aufgrund der Corona-Pandemie. Die Telearbeit stellt jedoch ganz neue juristische Probleme und wirft Fragen auf.

Die magnetische Nanowelt

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SCV-Informationen

UMWELT Die Sonne im Boden speichern

Erneuerbarer Wasserstoff und Kohlendioxid werden zusammen in den Boden gepumpt, wo natürlich vorkommende Mi kroorganismen die beiden Stoffe in Methan umwandeln.

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ZUM TITELBILD Zuverlässiger Begleiter – VEGA schafft Freiräume im Pharmabetrieb In der pharmazeutischen Produktion werden hohe Anforderungen an die Sicherheit und die Qualität gestellt. Meist sind auch eine ganze Reihe von schwierigen verfahrenstechnischen Schritten zu bewältigen. Häufig finden die Prozesse im explosionsgefährdeten Umfeld statt oder es müssen hohe Umweltauflagen berücksichtigt werden. Die Herstellungsprozesse sind hochkomplex und müssen kontinuierlich überwacht werden. VEGA ist ein weltweit führendes Unternehmen für Messtechnik und bietet für diverse Anwendungen eine zuverlässige Lösung an. In den Lagertanks und Reaktoren sind es vor allem Para-

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meter wie Füllstand und Druck, die von Inte resse sind. Oft erschweren die Grösse der Tanks, ihre geometrische Formen und Aspekte, die mit dem Installationspunkt und der Mechanik im Allgemeinen zusammenhängen, den zuverlässigen Einsatz von Füllstandsensoren. Trotz schwierigen Messbedingungen findet VEGA zusammen mit den Kunden immer wieder eine Lösung, genaue und zuverlässige Messwerte zu erhalten, wie das Beispiel des italienischen Unternehmens ACS Dobfar zeigt (ausführlicher Bericht auf Seite 43). VEGA Messtechnik AG Barzloostrasse 2, CH-8330 Pfäffikon ZH Telefon +41 44 952 40 00 info.ch@vega.com www.vega.com

CHEMIE

Im Oktober 2021 ist es wieder so weit

Wer gewinnt den Chemie-Nobelpreis? Vor 120 Jahren wurde der Wissenschaftspreis aller Wissenschaftspreise zum ersten Mal verliehen. Mit einigen Ausnahmen traten jedes Jahr neue Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in den renommierten Kreis der Nobelpreisträger. Doch wie entscheidet das Nobelkomitee, wer die begehrte Trophäe erhält, und wie kam es überhaupt zu dieser Auszeichnung? Der Chemie-Nobelpreis wird wohl auch dieses Jahr im Oktober 2021 verliehen. Wir können gespannt sein.

Roger Bieri

Bild: Nobel Prize Outreach, Dan Lepp

Alles begann mit einer zündenden Idee. Um seinen Sprengstoff Nitroglycerin sicherer zu machen, mengte Alfred Nobel der flüssigen Substanz Kieselgur und ein wenig Soda bei. Et voilà: Aus der zuvor unberechenbaren Verbindung wurde eine breiige Masse, die nun sicher transportiert werden konnte. Nobel taufte das neue Produkt auf den Namen Dynamit. Ob diese Entdeckung Zufall war oder nicht, weiss wohl niemand mehr, der noch unter uns weilt. Eines steht aber fest: Sie machte den Erfinder unfassbar reich.

Vielleicht aus schlechtem Gewissen Nobels Geschichte ist alles andere als eine schöne Hollywood-Story. Der Grund, weshalb er nach einem sicheren Sprengstoff suchte, war ein tragischer Unfall mit Nitroglycerin in seinem Unternehmen, wo mehrere Mitarbeiter sowie sein Bruder Emil ums Leben kamen. Und zu allem Überdruss revolutionierte sein neues Dynamit auch noch die Kriegskunst auf Kosten zahlreicher Menschenleben.

Schweizer Chemie-Nobelpreisträger Die Schweiz zählt bis heute rund sieben Chemie-Nobelpreisträger. Richard R. Ernst ist dieses Jahr gestorben. Somit ist Kurt Wüthrich (* 1938) der einzige noch lebende Preisträger. Gerade im Bereich der Kernresonanzspektroskopie ist die Schweiz besonders stark. Zwei der sieben Preise sind diesem Thema zuzuordnen.

Chemikalien aus dem Labor von Alfred Nobel.

Ob aus schlechtem Gewissen oder nicht, Fakt ist: Der Chemiker und Literaturliebhaber formulierte in seinem Testament den ausdrücklichen Wunsch, sein Vermögen für eine Stiftung zu verwenden, die jährlich einen Preis für jene vergibt, die «im verflossenen Jahr der Menschheit den grössten Nutzen geleistet haben». Der Grundstein für die Nobelpreise war gelegt.

Alle Jahre wieder Seit der ersten Nobelpreisverleihung 1901 sind zahlreiche Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit dem Preis geehrt worden. Die Chemie als «praktisch veranlagte» Disziplin war seit Beginn Teil der Preisvergabe. 186 Personen haben bis jetzt den Nobelpreis für Chemie erhalten. Im aktuellen Jahr wird diese Zahl wohl wieder ansteigen. Denn im Oktober 2021 – traditio-

nell gleich nach dem Physik-Nobelpreis – wird die Gewinnerin oder der Gewinner des Chemie-Nobelpreises bekannt gegeben. Am 10. Dezember, dem Todestag von Nobel, wird der Preis schliesslich zeremoniell verliehen.

Wer gewinnt? Die Nobelpreise verkörpern immer auch unsere westlich geprägte Sicht der jeweiligen Disziplinen. Denn auch die Forschungsschwerpunkte stehen stets in Wechselbeziehung zu unserer gesellschaftlichen Wahrnehmung. So ist es auch für fachfremde Personen nachvollziehbar, dass vor zwei Jahren die Entwickler der Lithium-Ionen-Batterie mit dieser Auszeichnung geehrt wurden. Dieser Umstand widerspiegelt gewissermassen den Boom der E-Fahrzeuge oder den Trend zur «Ener9/2021

CHEMIE

giewende». Die Forschungsthemen sind oft in unserer Gesellschaft bereits spürbar. Das zeichnet den Nobelpreis eben auch aus. Nur wissenschaftliche Fortschritte, die zu einem gesellschaftlichen Nutzen führen, sollen gekrönt werden, nicht die theoretischen. Doch wer entscheidet, wer nominiert wird? Die Frage, wer denn den nächsten Preis gewinnt, ist für die Öffentlichkeit schwer zu durchblicken.

Geheimniskrämerei auf hohem Niveau Grund dafür ist die hohe Diskretion, die das Nobelkomitee verlangt. Bereits 2020

schickte es ungefähr 3000 vertrauliche Dokumente an Professoren, Nobelpreisträger und an Personen aus der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften. Sie alle müssen jemanden nominieren – sich selbst wählen gilt nicht. In der Wissenschaftscommunity verdichten sich die Hinweise, wer denn die nächste Kandidatin oder der nächste Kandidat sein könnte. Doch die Nominierenden bleiben verschwiegen, an die Öffentlichkeit gelangt nichts. Das Nobelkomitee gibt auf seiner Website an, dass die 3000 Wissenschaftler zwischen 250 und 350 Forschende vorschlagen werden. Dann folgt das grosse Aussortieren. Das Komitee berät sich, holt Experten zu Hilfe und

siebt aus, bis es schliesslich im Sommer seinen Bericht mit den übriggebliebenen Kandidaten der Königlichen Schwedischen Akademie überreicht. Diese wählt – in demokratischer Manier – die künftige Preisträgerin oder den Preisträger. Jetzt geht es schnell: Traditionell werden die Preisträger per Telefon kontaktiert, und kurze Zeit später wird die Öffentlichkeit informiert. Wie bereits erwähnt, nicht jedes Jahr muss ein Nobelpreis verliehen werden. Aber die Wahrscheinlichkeit ist hoch, dass auch dieses Jahr mindestens eine Person die begehrte Ehrung erhalten wird. Aber wer dieses Jahr die Medaille gewinnt, das können zurzeit nur das Nobelkomitee und die Akademie erahnen.

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CHEMIE

Multiresistente Erreger

Nanopartikel bekämpfen gefährliche Bakterien

Andrea Six 1 Beim Wettrüsten «Menschheit gegen Bakterien» haben die Bakterien momentan die Nase vorn. Unsere einstigen Wunderwaffen, die Antibiotika, versagen immer häufiger bei Keimen, die trickreiche Manöver einsetzen, um sich vor der Wirkung der Medikamente zu schützen. Einige Arten ziehen sich sogar ins Innere menschlicher Körperzellen zurück, wo sie dann vom Immunsystem unbehelligt bleiben. Zu diesen besonders gefürchteten Erregern gehören auch sogenannte multiresistente Staphylokokken (MRSA), die lebensgefährliche Krankheiten wie Blutvergiftungen oder Lungenentzündungen hervorrufen können.

Sie dringen in die Zellen ein Um die Keime in ihrem Versteck aufzuspüren und unschädlich zu machen, hat ein Team von Forschenden der Empa und

12 000 Personen sterben jährlich Besonders prekär ist die zunehmende Zahl an Staphylokokken-Infektionen, die nicht mehr auf eine Behandlung mit Antibiotika ansprechen. MRSA sind vor allem in Spitälern gefürchtet, wo sie als nosokomiale Erreger schlecht behandelbare Wundinfektionen hervorrufen oder Katheter und Geräte besiedeln. Insgesamt kommt es in der Schweiz jedes Jahr zu rund 75 000 Spitalinfektionen, 12 000 davon verlaufen tödlich.

Empa, Dübendorf

der ETH Zürich nun Nanopartikel entwickelt, die einen völlig anderen Wirkmechanismus als herkömmliche Antibiotika nutzen: Während Antibiotika schlecht in Körperzellen eindringen können, gelingt es diesen Nanopartikeln aufgrund ihrer geringen Grösse und Beschaffenheit, sich ins Innere der befallenen Zelle einschleusen zu lassen. Einmal dort angekommen, bekämpfen sie die Bakterien. Das Team um Inge Herrmann und Tino Matter hat hierzu das Material Ceroxid eingesetzt, das in seiner Nanopartikel-Form antibakteriell und entzündungshemmend wirkt. Die Nanopartikel kombinierten die Forschenden mit einem bioaktiven Keramikwerkstoff, sogenanntem Bioglas. Interessant ist Bioglas für die Medizin, da es vielseitige regenerative Eigenschaften hat und beispielsweise für den Wiederaufbau von Knochen und Weichteilen eingesetzt wird.

Bild: Institut für Seltene Erden, Mönchengladbach, D

Multiresistente Krankheitserreger sind ein gravierendes und zunehmendes Problem in der modernen Medizin. Wo Antibiotika wirkungslos bleiben, können diese Bakterien lebensgefährliche Infektionen verursachen. Forschende der Empa und der ETH Zürich haben neuartige Nanopartikel entwickelt, mit denen sich multiresistente Erreger aufspüren und abtöten lassen, die sich in Körperzellen verstecken, wie sie in einer Studie im Fachmagazin «Nanoscale» schreiben.

Cer oder auch Cerium genannt.

«Nanoscale» in der «Emerging Investigator Collection 2021». Tino Matter arbeitet momentan daran, die neue Technologie zur Marktreife zu bringen. Sein Startup Anavo Medical konnte bereits mehrere Erfolge feiern – unter anderem war es unter den drei Finalisten des Swiss Technology Awards.

Gute Verträglichkeit beobachtet

Trickreiche Keime

Mittels Flammensynthese wurden schliesslich Nanopartikel-Hybride aus Ceroxid und Bioglas hergestellt. Die Partikel konnten bereits erfolgreich als Wundkleber eingesetzt werden, wobei gleich mehrere interessante Eigenschaften simultan genutzt werden können: Dank der Nanopartikel können Blutungen gestoppt, Entzündungen gedämpft und die Wundheilung beschleunigt werden. Zudem zeigen die neuartigen Partikel eine signifikante Wirkung gegen Bakterien, während die Behandlung für menschliche Zellen gut verträglich ist. Die neue Technologie konnte zudem erfolgreich patentiert werden. Ihre Ergebnisse publizierte das Team im Fachmagazin

Unter den Bakterien gibt es einige besonders trickreiche Krankheitserreger, die in Körperzellen eindringen und dort für das Immunsystem unsichtbar sind. So überdauern sie Zeiten, in denen die Körperabwehr in Alarmbereitschaft ist. Auch für Staphylokokken ist dieses Phänomen bekannt. Sie können sich in Zellen der Haut, des Bindegewebes, der Knochen und des Immunsystems zurückziehen. Der Mechanismus dieser Persistenz ist noch nicht völlig geklärt. Staphylokokken sind meist harmlose Keime, die auf der Haut und auf Schleimhäuten vorkommen können. Unter bestimmten Bedingungen aber fluten die Bakterien 9/2021

Bild: Empa

Bild: CDC/NIAID

CHEMIE

Ein weisses Blutkörperchen, ein Neutrophil (grün), «frisst» multiresistente Staphylokokken (rosarot) auf.

den Körper und lösen schwere Entzündungen aus bis hin zu einem toxischen Schock oder einer Blutvergiftung. Dadurch sind Staphylokokken die Haupttodesursache durch Infektionen mit nur einem einzigen Erregertypen.

So werden Bakterien zerstört Die Wechselwirkungen zwischen den Hybrid-Nanopartikeln, den Körperzellen und den Keimen konnten die Forschenden unter anderem anhand von Elektronenmikroskopie-Untersuchungen aufzeigen. Wurden infizierte Zellen mit den Nanopartikeln behandelt, begannen sich die Bakterien im Inneren der Zellen aufzulösen. Wurde die Aufnahme der Hybrid-Partikel hingegen von den Forschenden gezielt blockiert, stoppte auch der antibakterielle Effekt.

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Hier schnappt die chemische Verbindung zu: In Gelb ist das Bakterium abgebildet und bronzefarben zeigen sich die Nanopartikel.

Der genaue Wirkmechanismus der Cerium-haltigen Partikel ist derzeit noch nicht vollständig geklärt. Erwiesen ist, dass auch andere Metalle antimikrobielle Effekte aufweisen. Cerium ist allerdings weniger giftig für Körperzellen als beispielsweise Silber. Die Forschenden nehmen derzeit an, dass die Nanopartikel auf die Zellmembran der Bakterien einwirken, wobei reaktive Sauerstoffverbindungen entstehen, die zur Zerstörung der Keime führen. Da die Mem bran von menschlichen Zellen anders aufgebaut ist, bleiben Körperzellen von diesem Vorgang verschont. Gegen einen derartigen Mechanismus, so meinen die Forscher, würden sich vermutlich weniger Resistenzen entwickeln können. «Zudem regenerieren sich die Ceroxid-Partikel mit der Zeit wieder, so dass der oxidative Effekt der Nanopartikel auf die Bakterien erneut einsetzt», sagt Matter. So

könnten die Cerium-Partikel eine nachhaltige Wirkung erzielen. Als nächstes wollen die Forschenden die Interaktionen der Partikel im Infektionsgeschehen genauer analysieren, um die Struktur und Zusammensetzung der Nanowirkstoffe weiter zu optimieren. Das Ziel ist, ein einfaches, robustes antibakterielles Mittel, zu entwickeln, das im Inneren infizierter Zellen wirksam ist.

Kontakt Tino Matter Particles-Biology Interactions (Empa) +41 58 765 72 33 tino.matter@empa.ch www.empa.ch

Bild: Shutterstock

BIOWISSENSCHAFTEN

Konzipiert ist die Membran in erster Linie für den Einsatz in Kläranlagen oder bei der Trinkwasseraufbereitung.

Umwelt im Blick

Filtermembran macht Viren unschädlich Forschende der ETH entwickeln eine neue Filtermembran, die besonders erfolgreich verschiedene Viren aus dem Wasser und aus der Luft filtriert und sie dann inaktiviert. Die Membran macht nicht nur eine besonders hervorragende Arbeit. Sie ist auch besonders umweltfreundlich, denn sie basiert auf biokompatiblen Materialien und weist eine entsprechend gute Umweltbilanz auf.

Peter Rüegg ¹ Viren können sich auf unterschiedliche Arten verbreiten. Einige tun dies über Tröpfchen und Aerosole wie das neue Coronavirus, andere lassen sich im Wasser finden wie Rota- oder Enteroviren. Bisher wurden solche aquatischen Viren mittels Nanofiltration oder durch das Verfahren der Umkehrosmose aus dem Wasser entfernt, was teuer ist und die Umwelt belastet. Nanofilter etwa bestehen aus erdölbasierten Rohmaterialien, die Umkehrosmose wiederum benötigt relativ viel Energie.

Umweltfreundlich soll sie sein Nun hat ein internationales Team von Forschenden unter der Leitung von Raffaele Mezzenga, Professor für Lebensmittel und

¹ ETH Zürich

weiche Materialien an der ETH Zürich, eine neue Filtermembran entwickelt, die Viren hocheffektiv aus Wasser eliminiert und umweltfreundlich ist. Für ihre Herstellung verwendeten die Forschenden natürliche Ausgangsmaterialien. Die Filtermembran basiert auf dem demselben Prinzip, das Mezzenga und seine Mitarbeitenden entwickelt haben, um Schwer- oder Edelmetalle aus dem Wasser zu entfernen. Die Grundlage der Membran sind denaturierte Molkeproteine, die sich zu feinsten Fäserchen, sogenannten Amyloidfibrillen, zusammenlagern. Neu haben die Forschenden dieses Fibrillengerüst mit Nanopartikeln aus Eisen-Hydroxid (Fe-O-HO) kombiniert.

Die Kuh hilft mit Die Herstellung der Membran ist relativ einfach. Um die Fibrillen zu produzieren, werden aus der Milchverarbeitung stammende Molkeproteine angesäuert und auf

«Wir sind uns bewusst, dass das neue Coronavirus überwiegend über Tröpfchen und Aerosole übertragen wird» Raffaele Mezzenga 90 Grad Celsius erhitzt. Dadurch strecken sich die Proteine und lagern sich aneinander an, so dass Fäserchen entstehen. Die Nanopartikel lassen sich im selben Reaktionsgefäss wie die Fibrillen erzeugen, indem die Forschenden den pH-Wert anheben und Eisensalz beigeben. Dieses «zerfällt» in Eisen-Hydroxid-Nanopartikel, die sich an den Amyloidfibrillen anlagern. Als Träger für die Membran verwendeten 9/2021

BIOWISSENSCHAFTEN

Mezzenga und seine Mitarbeitenden in diesem Fall Zellulose. Die Kombination von Amyloidfibrillen und Eisen-Hydroxid-Nanopartikeln macht die Membran zu einer hochwirksamen und effizienten Falle für verschiedene, im Wasser zirkulierende Viren. Das positiv geladene Eisenoxid zieht die negativ geladenen Viren elektrostatisch an und inaktiviert sie. Die Amyloidfibrillen alleine wären dazu nicht in der Lage, da sie wie die Virenpartikel bei neutralem pH-Wert ebenfalls negativ geladen sind. Die Fibrillen sind aber der ideale Träger für die Eisenoxid-Nanopartikel.

mit minimalem Energieaufwand produzieren. Sie weist deshalb eine gute Umweltbilanz auf, wie die Forschenden in ihrer Studie ebenfalls aufzeigen. Die Filtration ist passiv, kommt also ohne zusätzlichen Energieaufwand aus, was den Betrieb CO2 -neutral macht und sie für verschiedene Einsatzorte prädestiniert. An der Arbeit beteiligt waren nebst dem Labor von Mezzenga auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von mehreren Schweizer Universitäten, darunter Virenspezialisten der Universitäten Zürich, Lau-

sanne und Genf, der EPFL, der Universität Cagliari sowie des ETH-Spin-offs BluAct. Das Unternehmen hält das Patent auf diese neue Technologie. Originalpublikation A. Palika, A. Armanious et al., «An anti-viral trap made of protein nanofibrils and iron oxyhydroxide nanoparticles», Nature Nanotechnology (2021); DOI: 10.1038/s41565021-00920-5 ww.ethz.ch/news

Verschiedene Viren eliminiert Die Membran eliminiert verschiedene Viren im Wasser, so auch hüllenlose Adeno-, Retro- und Enteroviren, die gefährliche Magendarm-Infektionen verursachen können. Pro Jahr sterben rund eine halbe Million Menschen – oft Kleinkinder in Entwick lungs- und Schwellenländern – an Infektionen mit Enteroviren. Diese sind äusserst zäh und säurebeständig und verbleiben sehr lange im Wasser. Die Filtermembran könnte deshalb gerade in ärmeren Ländern solche Infektionen verhindern helfen. Sehr effizient eliminiert die Membran auch Grippeviren H1N1 sowie das Sars-CoV-2- Virus aus dem Wasser. In den gefilterten Proben lag die Konzentration der beiden Viren unterhalb der Nachweisgrenze, was einer fast vollständigen Eliminierung diese Krankheitserreger gleichkommt. «Wir sind uns bewusst, dass das neue Coronavirus überwiegend über Tröpfchen und Aerosole übertragen wird. Doch selbst dabei muss es stets von Wasser umgeben sein. Dass wir es sehr effizient auch aus dem Wasser entfernen können, unterstreicht die breite Anwendbarkeit unserer Membran eindrücklich», sagt Mezzenga.

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Technologie ist patentiert Konzipiert ist die Membran in erster Linie für den Einsatz in Kläranlagen oder bei der Trinkwasseraufbereitung. Sie könnte jedoch auch in Luftfilteranlagen oder sogar in Masken eingesetzt werden. Sie besteht ausschliesslich aus biokompatiblen Materialien –, könnte also nach Gebrauch einfach kompostiert werden, und lässt sich 9/2021

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BIOWISSENSCHAFTEN

Mut zur Lücke

Mechanismus für mehr genetische Diversität?

Im Menschen ist die genetische Information in insgesamt 46 Chromosomen kodiert. Körperzellen sind diploid, das heisst, dass jedes der 23 unterschiedlichen Chromosomen in zwei Varianten existiert, den sogenannten Homologen. 23 Homologe stammen vom Vater, 23 von der Mutter. Geschlechtszellen wiederum sind haploid, sie haben nur die halbe Anzahl an Chromosomen. Sobald sie bei der Befruchtung verschmelzen, entsteht wieder ein Organismus mit diploidem Chromosomensatz. Die zufällige Durchmischung elterlicher Chromosomen und der Austausch von DNA zwischen den Homologen (durch «Rekombination») während der Reduktion des Erbguts auf die Hälfte bewirken die genetische Vielfalt unserer Nachkommen.

Meiose und die kontrollierte Selbstverletzung Jede menschliche Geschlechtszelle enthält eine von Milliarden möglicher Kombinationen der vererbten elterlichen Genvarianten. Alle Organismen, die sich sexuell fortpflanzen, gehen ein hohes Risiko ein, um diese Vielfalt zu erreichen. Um die meiotische Rekombination einzuleiten, brechen Zellen die DNA der Chromosomen an hunderten Stellen mithilfe des Spo11-Proteinkomplexes. Die Reparatur dieser Schäden ergibt die Gelegenheit, die Homologen zu verbinden und Stücke auszutauschen. Franz Klein von der Abteilung für Chromosomenbiologie an den Max Perutz Labs, ein Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien erklärt: «Zellen versuchen, Doppelstrangbrüche weit voneinander entfernt zu halten, daher 10

Bild: Shutterstock

Ohne Meiose gäbe es uns nicht. Während der Meiose paaren sich väterliche und mütterliche Chromosomen und tauschen Teile ihrer DNA aus. Vor dem Austausch zerbrechen die Zellen den Doppelstrang ihrer DNA an mehreren Stellen. Wiener Wissenschaftler haben neu entdeckt: Chromosomen können dabei ganze DNA-Stücke freisetzen. Obwohl die somit entstehenden Lücken das Risiko von Mutationen bergen, liefern sie womöglich auch eine bisher unbekannte Quelle evolutionärer Diversität.

Es gibt unzählige molekulare Tricks, um die genetische Diversität zu erhöhen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Wien haben womöglich einen neuen entdeckt.

waren wir völlig überrascht, als wir entdeckten, dass etwa 20 Prozent aller Doppelstrangbrüchen nahe beieinander sind und paarweise auftreten, wodurch DNAStücke aus den Chromosomen gestanzt werden. Die entstehenden Lücken können – so wie die Brüche – Rekombination initiieren.»

Reaktion auf physikalischen Stress der DNA Angeführt von der Molekularbiologin Silvia Prieler und der Bioinformatikerin Doris Chen wurden diese neu entdeckten Chromosomenstücke von Hefezellen isoliert und auf das Nukleotid genau vermessen, genauer als dies zuvor möglich war. Dadurch wurden Muster an den Bruchstellen sichtbar, die zeigen, dass die DNA beim Brechen stark gebogen werden muss. Das

Über die Max Perutz Labs Die Max Perutz Labs sind ein Joint Venture der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien. Das Institut betreibt herausragende, international anerkannte Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Molekularbiologie. Forschende der Max Perutz Labs erforschen grundlegende, mechanistische Prozesse in der Biomedizin und verbinden innovative Grundlagenforschung mit medizinisch relevanten Fragestellungen. Die Max Perutz Labs sind Teil des Vienna BioCenter, einem führenden Hotspot der Life Sciences in Europa. Am Institut sind rund 50 Forschungsgruppen mit mehr als 450 MitarbeiterInnen aus 40 Nationen tätig. www.maxperutzlabs.ac.at

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BIOWISSENSCHAFTEN

Team fand auch heraus, dass DNA an Stellen, an denen mehr topologischer Stress auftritt, häufiger gebrochen wird. Während der Transkription (Herstellung der RNA) müssen die DNA-Doppelstränge getrennt werden, um die Produktion von RNA zu ermöglichen. Vor und hinter der Transkription entstehen dadurch Verdrillungen, die die DNA unter topologischen Stress setzen. Diese werden von den stresslösenden Topoisomerasen beseitigt, mit denen Spo11 verwandt ist. Warum also macht Spo11 Brüche, obwohl die Zelle genügend Nukleasen hätte, deren Hauptaufgabe es wäre, DNA zu schneiden? «Ein Ziel in der Meiose ist es, genetische Kombinationen an möglichst vielen, geeigneten Stellen zu erlauben», sagt Franz Klein. «Spo11 ist dafür sehr gut geeignet; anstatt eine bestimmte DNA-Sequenz zu erkennen, wie das Nukleasen tun, wodurch Chromosomen immer an denselben Stellen rekombinieren würden, erkennt es den Stress der DNA und bringt damit die Rekombination zu häufig genutzten, aktiven Stellen des Chromosoms.»

Hohes Risiko – hohes Potenzial Warum Zellen das Risiko eingehen, ihre Chromosomen zu durchlöchern, ist nicht völlig klar. Die Lücken im Chromosom bergen das Risiko, dort tatsächlich Information zu verlieren, oder sogar Fragmente von anderen Stellen zu integrieren. Die Forschenden zeigen, dass die paarweisen Doppelstrangbrüche oft Promotoren treffen. Diese Abschnitte regulieren die Transkription von unmittelbar anschliessenden Genen. «Über evolutionäre Zeiträume hinweg wäre es für Organismen praktisch, Steuerungselemente zwischen verschiedenen Genom-Orten austauschen zu können, was uns zu einer neuen Hypothese führt: Diese gepaarten Doppelstrangbrüche könnten die Evolution von Steuerungselementen im Genom deutlich beschleunigen», so Franz Klein. Eine riskante Angelegenheit für die einzelnen Zellen, für die Spezies allerdings allemal das Risiko wert. Originalpublikation Silvia Prieler, Doris Chen, Lingzhi Huang, Elisa Mayrhofer, Soma Zsótér, Magdalena, Vesely, Jean Mbogning, Franz Klein, «Spo11 generates chromosomal gaps through 1 concerted cuts at sites of topological stress», Nature (2021); DOI: 10.1038/s41586-02103632-x

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LABOR

Datenintegrität sichern

Mit Corona kam ein Aufschwung des Hackings Seit Anbeginn der Diskussionen über die elektronische Stimmabgabe wird ihre Integrität angezweifelt: Sind die Ergebnisse 100-prozentig korrekt und vollständig? Bleiben sie bei der Verarbeitung in einer Datenbank unverändert? Besteht ein ausreichender Schutz gegen mögliche Hacker? Bei den Prozessen der Life-ScienceIndustrien stellen sich diese Fragen in noch viel komplexerer Weise.

Bei der allgemeinen Verunsicherung handelt es sich um zwei unterschiedliche Risiken. Das eine betrifft die rein technische Datenübertragung und -verarbeitung. Darüber hinaus geht es aber auch um einen möglichen Verlust von Daten, um eine unzulässige Änderung und um kriminelle Manipulationen oder Diebstahl.

Spätestens als vor vier Jahren von allen Abmahnungen («Warning Letter») der USLebensmittel- und Arzneimittelbehörde FDA 65 Prozent eine mangelnde Datenintegrität als Ursache hatten, steht dieses Thema ganz oben auf der Tagesordnung. Ein Grund mag in der Historie liegen: Mit Laborinformationsmanagementsystemen (Lims) und elektronischen Laborbüchern (ELN) lassen sich wunderbar händische Notizen und «Eintippen» handgeschriebener Daten vermeiden. Wie von selbst ergeben sich daraus Ansätze zur Automatisierung der Datenerfassung, -übertragung und -verarbeitung. Was geschieht aber, wenn einzelne Informationen nach wie vor auf Papier erfasst werden (z. B. handschriftlich der Name des verantwortlichen Laboranten oder Wägeergebnisse im Ausdruck eines Thermodruckers)? Hier stösst man zu «des Pudels Kern» vor: Der primäre Sinn der elektronischen und digitalen Hilfsmittel liegt nicht in der Vermeidung handschriftlicher Aufzeichnungen und der Produktivitätssteigerung während der Analyse, sondern in der höheren Sicherheit bei der vollständigen und nachvollziehbaren Zusammenfassung aller Laborergebnisse in einem Dokument. Dieses kann ein FDA-Audit dann ungemein erleichtern. 12

Bilder: MCH Messe Schweiz (Basel) AG

Des Pudels Kern: Sicherheit beim FDA-Audit

Softwareplattformen für verschiedene Tischgeräte und speziell für thermische Analyseverfahren: Unter einem Dach lässt sich die Datenintegrität von der Einzelmessung bis zum umfassenden Dokument für das FDA-Audit sicherstellen.

Die Computersystem validierung Einige Anbieter vernetzen darum die hauseigenen Tischgeräte, wie etwa Titratoren, Dichte- und pH-Messgeräte, zu einem Multiparameter-Messsystem. Dies läuft über eine eigens konzipierte Softwareplattform (z. B. LabX, Mettler Toledo, Greifensee). Sie führt den Laboranten Schritt für Schritt durch die Arbeitsanweisungen (SOPs) und sorgt durch Abfragen dafür, dass er alle erforderlichen Daten eingibt. Damit vereinfachen sich auch die rechtzeitige Wartung,

Kalibrierung und die Sicherstellung der Konformität nach den einschlägigen Anforderungen (z. B. GLP, GMP, Gamp und speziell für die Datenintegrität Alcola+). Bei der Einführung solcher Softwareplattformen ist übrigens unbedingt an die Computersystemvalidierung (CSV) zu denken. Denn erst dann kann man nachweisen: Das Messsystem ist tatsächlich für den vorgesehenen Zweck geeignet. Die CSV ist oft unerlässlich, und sie ist auch mit erheblichem Kosten- und Zeitaufwand verbunden (z. B. drei bis sechs Monate für bis zu 30 integrierte Instrumente). 9/2021

LABOR

Bei einer weitgehenden Vernetzung von Software und Geräten, von Office-Rechnern, Analytik und Produktion, von eigenen Systemen und Fernwartungszugängen können ungeladene, nicht-integre Gäste über viele Wege in ein Unternehmen eindringen und dort Schaden anrichten. Darum sind umfassende Sicherheitskonzepte gefragt. Die diesjährige Ilmac in Basel bietet ihren Besuchern wohl die beste Möglichkeit, unterschiedliche Strategien von Geräte- und Softwareanbietern zu vergleichen. So können sie für ihr Labor und ihre Produktion das optimale Konzept extrahieren – mit Blick auf Datenintegrität und ITSicherheit ebenso wie im Sinne einer Produktivitätssteigerung.

Ausgangspunkt Titration: Dank Kooperationen mehrerer Unternehmen lassen sich heute unter anderem auch weitreichende Informationen über Reagenzien ins Protokoll einbinden oder Waagen integrieren.

Die Wahlverwandtschaften Die Aufgabenstellungen rund um die Integrität von Daten stellen sich derart komplex dar, dass einige Anbieter Wahlverwandtschaften eingehen. Zum Beispiel lassen sich die vollständigen Informationen über bestimmte Reagenzien für die Titration (3S-Titrierreagenzien, Merck, Darmstadt) unter Verwendung der RadioFrequenc y-Identification-Technologie (kurz: RFID-Technologie) in eine spezielle Titrationssoftware eines anderen Anbieters einspielen (Omnis, Metrohm, Zofingen/ Filderstadt). Auf diese Weise kann man die Titrationsbedingungen durchgängig bis zu den verwendeten Reagenzien rückverfolgen. Eine weitere dieser Wahlverwandtschaften betrifft die Einbindung der Geräte von Drittanbietern in eine bestehende Software. Um im Beispiel «Titration» zu bleiben: Praktisch jeder Titration geht ein Wägeprozess voraus. Da trifft es sich gut, wenn sich bestimmte Waagen integrieren lassen (z. B. Cubis II, Sartorius, Göttingen, in die Software Omnis). Bei einer solchen Einbindung wird für das «Connectivity-Softwarepaket» der Waage eigens eine neue QApp programmiert. Damit lässt sich das Gerät über die Software steuern, wobei im erwähnten Beispiel die 9/2021

Konformität mit wichtigen Bestimmungen (z. B. FDA 21 CFR Part 11; EudraLex, Vol ume 4, Annex 11) automatisch sichergestellt ist. Darüber hinaus werden alle Interaktionen zwischen Waage und Software im Audit-Trail elektronisch festgehalten – eine gute Vorbereitung auf Besuche von Behörden. Denn Inspektoren prüfen gerade in der Analytik besonders penibel, weil hier die Gefahr einer Manipulation von Ergebnissen erfahrungsgemäss besonders hoch ist.

Ilmac Basel 2021 Dauer: Dienstag, 19. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Mittwoch, 20. Oktober, 9.00 bis 18.30 Uhr Donnerstag, 21. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Ort: Messe Basel, Halle 1.0 Veranstalter: MCH Messe Schweiz (Basel) AG info@ilmac.ch www.ilmac.ch

Hacker im Corona-Fieber Dabei lässt sich «Manipulation» ganz neutral als «Veränderung» verstehen, doch schwingt selbstverständlich immer auch die Angst vor kriminellen Angriffen mit. So dürfte der berüchtigte WannaCry-Virus im Jahre 2017 bei einigen Pharmafirmen mehrtägige Produktionsunterbrechungen ausgelöst haben. Im letzten Jahr beobachtete Novartis eine Zunahme sogenannter Spear-Phishing-Versuche, bei denen das Corona-Virus erwähnt wurde. Es handelte sich um betrügerische Mails mit dem Ziel, von aussen Zugang auf die Computer des Unternehmens zu bekommen. Überhaupt hat seit dem Ausbruch der Corona-Pandemie das Hacking weltweit einen Aufschwung erlebt. 13

LABOR

500-mal dünner als ein menschliches Haar

Ein gespitztes Mikroskop Unser Alltag ist ohne Elektronik und Batterien unvorstellbar. Die eingesetzten Materialien spielen dabei eine entscheidende Rolle. Um diese analysieren zu können, misst das Scanning Microwave Microscope (SMM) ihre topographischen und elektrischen Eigenschaften. Dabei stellt eine koaxiale Glas-Platin-Spitze den Kontakt zwischen Messgerät und Objekt her. Erstmals ist es gelungen, solche koaxialen Spitzen mit Eigenschaften herzustellen, welche quantitative nanolektrische Messungen ermöglichen.

Die Bewältigung ständig wachsender digita ler Informationsmengen, batteriegetriebene Autos und der Bedarf nach schneller und verlässlicher Gensequenzierung haben eine Gemeinsamkeit: Das Funktionieren der je weiligen Systeme hängt von kleinsten elek trischen Elementen und deren Eigenschaften ab. Zum Beispiel kann in Lithium-Ionen-Bat terien selbst ein submikrometergrosser De fekt auf den Elektroden der Batterien einen Brand verursachen. Um die elektrischen Ei genschaften kleiner Objekte zu charakterisie ren, braucht man deshalb geeignete Mess geräte, die Messungen in der benötigten räumlichen Auflösung durchführen können. Ein Beispiel dafür ist das Scanning Micro wave Microscope (SMM), das vom Labor Hochfrequenz des Metas betrieben wird. Dieses Gerät kann sowohl die räumliche Anordnung (Topographie) als auch die elektrischen Eigenschaften von Materialien und Objekten mit Submikrometerauflö sung bestimmen. Der Kontakt zwischen Messgerät und Objekt wird über eine leit fähige Spitze hergestellt. Diese Spitze ist äusserst fein, mit einem Krümmungsradius von typischerweise weniger als 50 Nano metern. Die Spitze wird mittels eines Kon trollmechanismus Linie für Linie über die Oberfläche bewegt und erzeugt so ein Bild der Oberflächenhöhe und ein Bild der elektrischen Eigenschaften des Messob jekts. Darauf können kleinste topografi sche Merkmale und elektrische Eigen schaften erkannt werden.

Metas, Bern-Wabern

Bilder: Metas

Johannes Hoffmann 1, Benedikt Herzog 1, Bruno Eckmann 1, Toai LeQuang 1, Markus Zeier 1

Bild 1: Rechts ist die Spitze mit einem Durchmesser von 5 Mikrometer dargestellt. Links ist das oberste Ende der Spitze: Dort ragt eine Minispitze (Innenleiter) mit einer Länge von 307,0 Nanometern heraus.

Parasitäre Effekte Jedoch werden die elektrischen Messun gen relativ stark durch äussere Einflüsse gestört. Zwar geschieht der Stromfluss vom Messgerät zum Objekt hin normalerweise gut definiert durch die Spitze. Für den Rückfluss sucht sich der Strom aber «einen beliebigen Weg zurück» ins Messgerät und kann dabei relativ einfach beeinflusst wer den. Solche «parasitären Effekte», werden durch das unipolare Design der Messspitze begünstigt. Dieser Sachverhalt wurde im Horizon-020-Projekt MMAMA (www.mma ma.eu) näher untersucht. Durch den Ein satz geschirmter Spitzen in Koaxialstruktur, bei denen Hin- und Rückfluss des Stroms

Bild 2: Dank dem koaxialen Aufbau sind Innenleiter und Aussenleiter voneinander getrennt. Dadurch lassen sich parasitäre Effekte reduzieren.

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LABOR

über elektrisch getrennte Innen- und Aus senleiter nahe am Messpunkt realisiert werden, können parasitäre Effekte wesent lich reduziert werden (siehe Bild 2).

Spitzenproduktion als Schlüssel

Quelle: Metas

Eine koaxiale Spitze mit einem vertretba ren Arbeitsaufwand (< 10 Stunden pro Spitze) bei Serienfertigung herzustellen, mag zunächst nach einem trivialen Prob lem klingen. Es haben sich aber bereits mehrere Firmen und Universitätslabore daran versucht und sind gescheitert.

Nach einer Evaluation verschiedener Pro duktionsprinzipien wurde eine Methode gewählt, die auf dem aus der Biologie und Chemie bekannten Prozess des Pipetten ziehens abgeleitet ist. Das Verfahren glie dert sich in sieben Schritte (siehe blaue Box). Auch bei dieser Methode gibt es viele Möglichkeiten des Scheiterns, z.B. zu grosser Durchmesser des Innenleiters, Kurzschluss zwischen Innen- und Aussen leiter, unterbrochener Innenleiter, Aussen leiter länger als Innenleiter, unterbrochener Aussenleiter, falscher Wechselstromwider stand (Impedanz) der Spitze und viele andere mehr.

Rückführbare nano elektrische Messungen Inzwischen existieren einsatzfähige Versio nen der Spitze, die mit einem von der Metas-Werkstatt gefertigten Spitzenhalter für Messungen benutzt werden können. Um die Wirksamkeit der koaxialen Spitze zu testen, wurde eine Teststruktur am Center of MicroNano Technology (CMi) der EPFL in Lausanne hergestellt. Die Teststruktur besteht aus einem Quad rat aus aufgedampftem Gold mit einer Seitenlänge von 3 cm auf einer Silicium nitrid-Schicht von 500 nm Dicke, die wie derum auf einem Silicium-Wafer aufge bracht ist. Eine Kante des Goldquadrats wurde mit einer herkömmlichen Spitze und einer koaxialen Spitze überfahren. Die koaxialen Spitzen bieten Möglichkei ten, Mikro- und Nanometer grosse Mate rialproben zu charakterisieren, was auch für die Forschung im Bereich der Nano technologie interessant ist. Zurzeit be steht eine Zusammenarbeit mit dem La boratoire des matériaux magnetiques nanostructures et magnoniques der EPFL (www.epfl.ch/labs/lmgn). Hier ist das Ziel: die weitere Erforschung von Skyr mionen. Dies sind magnetische Struktu ren, welche unter anderem als Datenspei cher oder Logikelemente genutzt werden könnten. Der Vorteil einer koaxialen Spitze zeigt sich nicht nur bei Messungen im Trockenen, sondern besonders bei Messungen in Flüssigkeiten. Dort ist eine Abschirmung der Spitze notwendige Voraussetzung für Messungen. Ohne seitliche Abschirmung der Spitze würde man nur den Einfluss der umgebenden Flüssigkeit sehen. Durch die Abschirmung werden Messun gen in flüssigen Elektrolyten von LithiumIonen-Batterien ermöglicht, wie sie zum Beispiel in Autos oder Mobiltelefonen Ver wendung finden. Die koaxiale Spitze er möglicht damit unter anderem die ein gangs erwähnten submikrometergrossen Defekte in Batterien aufzuspüren. Dies wird im Rahmen des Projekts Nanobat (www.nanobat.eu) erforscht.

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Die veröffentlichten Ergebnisse zeigen mehrere mögliche Angriffspunkte auf, um eine Metastasenbildung zu verhindern.

Ansatz gegen Entstehung von Metastasen

Die schlummernden Krebszellen Noch Jahre nach einer scheinbar erfolgreichen Krebsbehandlung können Tochtergeschwüre im Körper entstehen. Diese Metastasen stammen aus Krebszellen, die aus dem Ursprungstumor in andere Organe gewandert sind und dort lange inaktiv blieben. Forschende haben entdeckt, wie diese «schlafenden Zellen» im Ruhezustand gehalten werden und wie sie aufwachen und Metastasen bilden. Davon berichten sie im Fachjournal «Nature».

Es ist eine unheilvolle Saat, die ein Tumor im Körper hinterlassen kann: Einzelne Krebszellen wandern aus dem Tumor in andere Gewebe des Körpers und überstehen dort in einer Art Winterschlaf auch Chemotherapien. Derzeit setzt die Krebsmedizin darauf, Betroffene nach der Erkrankung zu beobachten, um das Erwa-

chen dieser Zellen und die Entstehung von Metastasen festzustellen. Eine der grössten Fragen in der Krebsforschung ist, was genau dieses «Aufwachen» auslöst. «Dieser Ruhezustand ist ein wichtiges Zeitfenster für neue Therapieansätze, wenn die Anzahl an Krebszellen und ihre Heterogenität noch zu bewältigen sind»,

erklärt Prof. Dr. Mohamed Bentires-Alj, Forschungsgruppenleiter am Departement Biomedizin der Universität Basel und des Universitätsspitals Basel. Daher sei das Verständnis der Mechanismen hinter dem Ruhezustand dieser Krebszellen wichtig, um eine erneute Krebserkrankung zu verhindern. Seinem Team

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gelang nun ein wichtiger Schritt in diese Richtung. Seine Mitarbeiterin Dr. Ana Correia und Kollegen nutzten Versuche mit Mäusen und menschlichen Gewebeproben, um den Übergang vom «Winterschlaf» zum «Wachzustand» von Krebszellen zu entschlüsseln, die von einem Brusttumor aus in die Leber gewandert waren.

Wächter der schlafenden Krebszellen Die Schlüsselrolle bei diesem Übergang spielen zwei Zelltypen: zum einen sogenannte natürliche Killerzellen, also Immunzellen, die entartete oder infizierte Zellen abtöten, aber auch ihre Vermehrung ausbremsen können. Genau dies scheinen sie bei den schlafenden Krebszellen zu tun, wie die Forschenden feststellten. Die natürlichen Killerzellen schütten einen Botenstoff namens Interferon-gamma aus, der die Krebszellen im Winterschlaf hält. Der andere Zelltyp, die sogenannten hepatischen Sternzellen, beeinflusst die natürlichen Killerzellen. Werden diese LeberSternzellen aktiviert, hemmen sie die Immunzellen, wodurch wiederum die Krebszellen aus dem Winterschlaf erwachen können. «Es kann verschiedene Gründe geben, warum die hepatischen Sternzellen aktiviert werden, zum Beispiel eine chronische Entzündung im Körper oder eine anhaltende Infektion», erklärt Correia. Die genauen Ursachen wollen die Forschenden in weiteren Studien aufklären. Die veröffentlichten Ergebnisse zeigen mehrere mögliche Angriffspunkte auf, um eine Metastasenbildung zu verhindern: Eine Immuntherapie auf der Basis von Interleukin-15, die die Anzahl natürlicher Killerzellen im Gewebe erhöht, eine Interferon-gamma- Therapie, die den Schlafzustand der Krebszellen aufrechterhält, sowie Hemmstoffe gegen den Mechanismus, durch den die hepatischen Sternzellen die natürlichen Killerzellen lahmlegen. Entsprechende Therapien existieren bereits. Sie müssen allerdings zunächst klinisch getestet werden.

Natürliche Barriere gegen Metastasen «Unsere Ergebnisse wecken die Hoffnung, dass Immuntherapien mit Fokus auf die 9/2021

natürlichen Killerzellen sich gut als präventive Strategie eignen, um zu verhindern, dass ruhende Krebszellen sich zu Metastasen weiterentwickeln», so Bentires-Alj. «Die nächste Etappe auf dem langen Weg zu einer Therapie wird sein, zu zeigen, dass eine Stimulation der natürlichen Killerzellen auch beim Menschen die Metastasenbildung verhindert. Ein Vorhaben, für das wir derzeit Finanzierung suchen und das wir mit unseren Kollaborationspartnern am Universitätsspital diskutieren.» «Diese Zellen stellen eine natürliche Barriere des Körpers gegen Metastasenbildung in der Leber dar», erklärt Correia. Könnte man sie nutzen, um auch die Entstehung von Tochtergeschwüren in anderen Organen zu unterbinden, liesse sich eine erneute Krebserkrankung womöglich dauerhaft verhindern. «Mein Team untersucht solche Mechanismen bereits in anderen Geweben, wo sich typischerweise Metastasen bilden können, und die Ergebnisse sind vielversprechend», ergänzt Bentires-Alj. Originalpublikation Ana Luísa Correia, Joao C. Guimaraes, Priska Auf der Maur, Duvini De Silva, Marcel P. Trefny, Ryoko Okamoto, Sandro Bruno, Alexander Schmidt, Kirsten Mertz, Katrin Volkmann, Luigi Terracciano, Alfred Zippelius, Marcus Vetter, Christian Kurzeder, Walter Paul Weber, Mohamed Bentires-Alj, «Hepatic stellate cells suppress NK cell sustained breast cancer dormancy», Nature (2021); DOI: 10.1038/s41586021-03614-z

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MEDIZIN

Wiener Forscher finden eine mögliche Achillesferse des Virus

Neutralisierung der Sars-CoV-2-Zuckerhülle Ein Team unter der Leitung von Forschern des Wiener Instituts für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (Imba) hat möglicherweise die Achillesferse des Coronavirus gefunden: Zwei zuckerbindende Proteine behindern Sars-CoV-2-Varianten am Eindringen. Die Ergebnisse, die das Potenzial für variantenübergreifende Therapien haben, wurden im «Embo Journal» veröffentlicht.

Den Wolf im Schafspelz erkennen Die Argumentation mag auf den ersten Blick einfach erscheinen, aber im Team um Imba-Gruppenleiter Josef Penninger, der auch Direktor des Life Science Institute an der University of British Columbia (UBC) in Vancouver, Kanada, ist, tauchte sofort eine Frage auf: Was ist mit den Lektinen, den zuckerbindenden Proteinen? «Wir dachten intuitiv, dass die Lektine uns helfen könnten, neue Interaktionspartner

Bild: Imba/Peter Duchek

Bei der Bekämpfung der Pandemie wird intensiv nach Möglichkeiten zur Eindämmung der Ausbreitung von Sars-CoV-2 geforscht. In diesem Zusammenhang ist das Spike-(S)-Protein von besonderem Interesse, da es der Haupteintrittsmechanismus des Virus in die Wirtszellen darstellt. So bestimmt die Interaktion des Sars-CoV2-S-Proteins mit dem Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) der Wirtszellen die Infektiosität des Virus. Die Bedeutung des S-Proteins für das Überleben und die Ausbreitung des Virus erfordert einen Tarnmechanismus, um es vor der Immunantwort des Wirts zu verbergen. Dabei nutzt das Virus einen so genannten Glykosylierungsmechanismus an bestimmten Stellen des S-Proteins, um eine Zuckerhülle zu bilden, die das antigene Protein vor der Immunreaktion des Wirts verbirgt. Das Institut für Molekulare Biotechnologie (Imba) ist das grösste Institut der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

des Spike-Proteins zu finden», sagt CoErstautor David Hoffmann, ein ehemaliger Doktorand im Penninger-Labor am Imba. Die Glykosylierungsstellen des Sars-CoV2-Spike-Proteins sind bei allen zirkulierenden Varianten hoch konserviert. Durch die Identifizierung von Lektinen, die diese Glykosylierungsstellen binden, könnten die Forscher also auf dem besten Weg sein, robuste therapeutische Massnahmen zu entwickeln.

Das Team entwickelte und testete eine Bi bliothek mit über 140 Säugetierlektinen. Unter diesen wurden zwei gefunden, die stark an das Sars-CoV-2-S-Protein binden: Clec4g und CD209c. «Wir haben nun Werkzeuge in der Hand, die die Schutzschicht des Virus binden und damit das Virus am Eindringen in Zellen hindern können», fasst Stefan Mereiter, Co-Erstautor und Postdoktorand aus dem Penninger-Labor, zusammen. Mereiter: «Dieser Mechanismus könn-

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Bild: IMP/Imba Graphics 2021

im Detail abläuft. Die Forschenden massen zum Beispiel, welche Bindungskräfte und wie viele Bindungen zwischen den Lektinen und dem S-Protein auftreten. So wurde auch klar, an welche Zuckerstrukturen Clec4 g und CD209 c binden.

Therapien in Sicht

Das Sars-CoV-2-Virus interagiert mit einer menschlichen Zelle.

te in der Tat die Achillesferse sein, auf die die Wissenschaft schon lange gewartet hat.» Der Weg vom «Immunitätsschild» oder «Schafspelz» von Sars-CoV-2 zu seiner Achillesferse führte über mehrere moderne Forschungstechniken. In Zusammenarbeit mit Peter Hinterdorfer vom Institut für Biophysik der Universität Linz hat das Team mit biophysikalischen Hightech-Methoden untersucht, wie die Lektinbindung

Eine weitere gute Nachricht: Das Team fand heraus, dass die beiden Lektine an die N-Glykanstelle N343 des S-Proteins binden. Diese spezifische Stelle ist so entscheidend für den Spike, dass sie bei keiner infektiösen Variante verloren gehen kann. Tatsächlich macht eine Deletion dieser Glykosylierungsstelle das S-Protein instabil. Darüber hinaus haben andere Gruppen gezeigt, dass Viren mit mutiertem N343 nicht infektiös sind. «Das bedeutet, dass unsere Lektine an eine Glykanstelle binden, die für die Funktion von Spike essenziell ist – es ist daher sehr unwahrscheinlich, dass jemals eine Mutante ent-

stehen könnte, der dieses Glykan fehlt», erklärt Mereiter. Zur Freude des Teams verringerten die beiden Lektine auch die Sars-CoV-2-Infektiosität von menschlichen Lungenzellen. Für Josef Penninger und das gesamte Team sind diese Ergebnisse vielversprechend für variantenreiche therapeutische Interventionen gegen Sars-CoV-2. Penninger: «Der Ansatz ist vergleichbar mit dem Mechanismus des Medikamentenkandidaten APN01 [Apeiron Biologics], der sich in fortgeschrittenen klinischen Studien befindet. Dabei handelt es sich um ein biotechnologisch hergestelltes menschliches ACE2, das ebenfalls an das SpikeProtein bindet. Wenn das S-Protein von dem Medikament besetzt ist, wird der Zugang zur Zelle blockiert. Jetzt haben wir natürlich vorkommende Lektine von Säugetieren identifiziert, die genau das tun können.» www.oeaw.ac.at

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ERNÄHRUNG

Das strahlende Weiss verdanken diese Kaugummis dem beigefügten Titandioxid (E 171).

Titandioxid in Lebensmitteln

Wenn das edle Weiss verschwindet Es ist definitiv. Der Lebensmittelzusatzstoff Titandioxid wird aus der Schweiz verbannt. Dies verkündeten die Behörden bereits im Mai dieses Jahres. Die chemische Verbindung mit der E-Nummer E 171 veredelte unter anderem Kaugummis und Salatsaucen zu einem strahlenden Weiss. Der Stoff kommt allerdings auch in Kosmetika und Medikamenten vor. Wieso die Schweiz mit dem Verbot zögerte und sich nun dennoch dafür entschied.

Roger Bieri

vorläufigen Verbot – ganz nach dem Motto: Sicher ist sicher.

Die Franzosen waren uns voraus. Bereits 2019 haben sie beschlossen, den Lebensmittelzusatzstoff Titandioxid (E 171) aus ihren Lebensmittelschränken für 2020 zu verbannen. Die Vermutung, dass diese Verbindung bei oraler Aufnahme möglicherweise zur Entwicklung von Darmkrebs beitragen könne, wurde nämlich bereits Jahre zuvor geäussert. Die französischen Behörden warteten nicht länger ab und reagierten darauf mit einem damals noch

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Ist der Verzicht gerechtfertigt? Hierzulande sah das Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) dies anders. Für sie war der Verzicht auf die Substanz in Lebensmitteln damals nicht gerechtfertigt. Mit der neuen Beurteilung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa) muss nun auch das BLV den Weissmacher verbieten, denn die unsichere Datenlage ist nun offensichtlicher geworden. Die Efsa kommt zum Schluss, dass «Bedenken hinsichtlich der Genotoxizität von TiO 2 -Partikeln nicht ausgeschlossen werden können». Der Verdacht, dass Titandioxid das Erbgut verändert, konnte nicht entkräftet werden. Zudem wurde klar, dass der Körper die Substanz nur schlecht ausscheiden kann. Das wiederum erhöht das Potenzial, sich im Gewebe anzureichern.

05.04.17 18:08

Sicherheit geht vor Nun gilt auch für die Schweiz: Sicher ist sicher. Das Efsa-Gutachten basiert auf Studien mit Versuchstieren – Untersuchungen bei Menschen oder «gezielte epidemiologische Untersuchungen» lägen noch nicht vor, informiert das BLV auf seiner Website. Laut dem deutschen Bundesinstitut für Risikobewertung durchforstete die Efsa über 12 000 Studien zum Thema.

Wo Titandioxid drinsteckt Titandioxid ist ein beliebter Stoff. Nicht nur wegen seiner Farbe, die nicht bloss in der Lebensmittelindustrie geschätzt war. Die Substanz bleibt uns z.B. noch in Kunststoffen, Kosmetika oder in Tätowiermitteln erhalten. Ob der Stoff in anderen Bereichen, wo er in den Körper eindringt, bald auch verboten wird? Dies ist klar: Seit September 2020 gilt Titandioxid in der EU als karzinogenes Material durch Einatmen. 9/2021

NEWS

RZE KÜRZE – IN KÜ N I – E Z R Ü K N IN KÜRZE – I

Wirtschaft

Euro für die gleichen Zeiträume im Jahr 2020.

CureVac veröffentlicht Finanzergebnisse für das erste Halbjahr 2021. Das Biotech-Unternehmen arbeitet bereits an einem neuen mRNA-Impfstoffkandidaten, nachdem der Impfstoff der ersten Genera tion aus noch unbekannten Gründen eine zu geringe Wirkung für einen optimalen Einsatz gezeigt hat. Dieser Umstand präsentiert sich auch in den Geschäftszahlen des ersten Halbjahres. Die Umsätze beliefen sich auf 22,4 Millionen Euro für den Zeitraum April bis Juni 2021 bzw. 32,4 Millionen Euro für die ersten sechs Monate des Jahres 2021 mit Abschluss am 30. Juni 2021. Dies entspricht einem Rückgang von 12,1 Millionen bzw. 5,3 Millionen Euro oder 35 Prozent bzw. 14 Prozent gegenüber 34,5 Millionen Euro bzw. 37,7 Millionen

Givaudan baut die Produktion in Mexiko weiter aus. Givaudan Riechstoffe & Schönheit gab bekannt, 75  Millionen Franken in eine neue Erweiterung ihrer Produktionsstätte in Pedro Escobedo (Mexiko) zu investieren, um ihr Wachstum in Lateinamerika über alle Kundensegmente hinweg weiter zu fördern. Gemäss der 2025-Strategie des Unternehmens – «Wachstumsfokus im Einklang mit dem Unternehmenszweck» – bleibt Lateinamerika ein wichtiger Wachstumsmarkt für parfümierte Produkte. Die neue Erweiterung, deren Eröffnung für Ende 2023 geplant ist, wird über einen optimalen Automatisierungsgrad, einschliesslich einer automatisierten Logistik, verfügen und so eine hohe Präzision und Effizienz ermöglichen.

Lanxess hat zugegriffen. Der Konzern bestätigt die Übernahme von Emerald Kalama Chemical (EKC) und bietet nun mehr Produkte an. EKC ist ein weltweit führender Hersteller von Spezialchemikalien, vor allem für den Consumer-Bereich. Der Zukauf macht das Unternehmen zu einem führenden Anbieter von Produkten für Aromaund Duftstoffe für den Consumer-Bereich. Die Produkte, etwa Aldehyde oder Benzoate, punkten mit hoher Qualität, Sicherheit und einzigartigen Aromaprofilen. Einsatzgebiete sind Körperpflegeartikel, Kosmetika, exklusive Düfte sowie Lebensmittel und Getränke.

Forschung Mit Eldico ED-1, dem weltweit ersten dedizierten Elektro-

nendiffraktometer von Eldico Scientific, werden kristallographische Untersuchungen an nanokristallinen Proben einfach. Eldico (The Electron Diffraction Company), ein Schweizer Technologie- und Serviceanbieter, stellte sein neues Messinstrument auf der IUCr XXV, dem 25. Weltkongress der International Union of Crystallography (IUCr) vom 14. bis 22. August 2021 in Prag (CZ) einem breiten Publikum vor. Die Elektronendif fraktometrie ist eine leistungsstarke Analysetechnik, die für Innovationen in vielen Branchen die Grundlagen liefert. Die Anwendungsbereiche reichen von der akademischen Kristallographie bis hin zu grossen und schnell wachsenden Branchen wie der pharmazeutischen Industrie, der Batterieforschung und Advanced-Material-Industrien wie MOFs.

beispiel aus der simulationspraxis

Modellierung von Flüssigkeiten und Gasen – es kann so einfach sein Stellen Sie sich vor, Sie möchten reaktive Systeme, Strömungen, Wärme- und Stoffübertragung mit mehreren Phasen modellieren. Wie wäre es, wenn Sie dazu einfach thermodynamische Modelle aus einer integrierten Datenbank auswählen könnten? Und was wenn sich dadurch in manchen Fällen die Modellierungszeit von einigen Tagen auf wenige Minuten verkürzen würde? Mit COMSOL Multiphysics® ist genau das möglich. erfahren sie mehr comsol.blog/thermodynamic-models

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Die Software COMSOL Multiphysics® dient zur Simulation von Konstruktionen, Geräten und Prozessen 21 in allen Bereichen des Ingenieurwesens, der Fertigung und der wissenschaftlichen Forschung.

NEWS

Der Konzern hat Vividion erworben – ein biopharmazeu tisches Unternehmen mit Hauptsitz in den USA. Damit stärkt er seine Stellung im Bereich Biopharmazie. Nach Abschluss der Übernahme verfügt Bayer über sämtliche Rechte an der Forschungsplattform von Vividion. Diese umfasst drei integrierte, sich ergänzende Komponenten: eine neue Screeningtechnologie der Chemoproteomik, ein integriertes Datenportal und eine eigene Bibliothek chemischer Substanzen. Die Übernahme stärkt die Pharmaforschung von Bayer im Bereich niedermolekularer Wirkstoffe sowie beim Zugang zu neuen Modalitäten. Im Rahmen der Übernahme wird Bayer eine Zah-

lung in Höhe von 1,5 Milliarden Dollar sowie potenzielle, erfolgsabhängige Meilensteinzahlungen von bis zu 500 Millionen Dollar erbringen. In der Wirkstoffforschung ist die Identifizierung von Wirkstoffkandidaten für Proteine, die als schwer adressierbar gelten, eine grosse Herausforderung. Die ChemoproteomikScreeningplattform von Vivi dion ist in der Lage, zuvor unbekannte Bindungstaschen in gut validierten Zielproteinen zu identifizieren. Hierfür werden chemische Testverbindungen mit dem gesamten menschlichen Proteom abgeglichen, um die Selektivität zu beurteilen. So werden hochwirksame und selektive Sub stanzen hervorgebracht, die

breite therapeutische Anwendungsmöglichkeiten für verschiedene Bereiche mit ungedecktem medizinischem Bedarf bieten. Die Technologie von Vividion hat ihre präklinische Anwendbarkeit in der Onkologie und Immunologie bereits unter Beweis gestellt und hat das Potenzial, dieses auf weitere Indikationsfelder auszuweiten. Um den Unternehmergeist als wesentliche Grundlage für erfolgreiche Innovation beizubehalten, wird Vividion als Tochtergesellschaft von Bayer weitgehend unabhängig agieren. Vividion wird weiterhin für die Weiterentwicklung seiner Technologie und seines Portfolios verantwortlich sein, profitiert dabei aber von der Erfahrung,

Infrastruktur und Reichweite von Bayer als globales Pharmaunternehmen. Der Abschluss der Transaktion unterliegt den üblichen Bedingungen, einschliesslich der Das Bayer-Kreuz in Leverkusen bei Nacht.

nötigen regulatorischen Genehmigungen, und wird bis zum dritten Quartal 2021 erwartet. Bayer lässt sich bei dieser Transaktion finanziell von Credit Suisse und rechtlich von Baker McKenzie beraten. Vividion wird finanziell von Centerview Partners und rechtlich von Cooley LLP beraten. Medienmitteilung Bayer

Mikroplastik: Trojanisches Pferd für Metalle nen. Und: Je kleiner die Partikel sind, desto grösser ist die Anreicherung von Metallen auf dem Plastik. Das haben Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Hereon in einer neuen Studie gezeigt.

Bild: Adpic

Mikroplastik kann organische Schadstoffe aus der Umwelt anreichern und sie transportieren – das ist schon länger bekannt. Neu ist, dass auch Metalle auf diese Art und Weise transportiert werden kön-

Je kleiner die Partikel sind, desto grösser ist die Anreicherung von Metallen auf dem Plastik. (Symbolbild)

Weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die alarmierende ökologische Allgegenwärtigkeit und Langlebigkeit von Kunststoffpartikeln bereits nachgewiesen. Die Partikel sind zwischen einem Mikrometer und einem halben Zentimeter klein. Sie entstehen zum Teil, wenn grössere Plastikteile im Meer zerbrechen oder gelangen von Land direkt durch Abwässer in die Flüsse und darüber in die Ozeane. Wenn es in sehr hohen Konzentrationen auftritt, ist Mikroplastik toxisch. Dazu kommt, dass es auch andere Schadstoffe anreichern, transportieren und freisetzen kann. Während es zu organischen Schadstoffen in diesem Kontext bereits publizierte Daten gibt, ist bislang wenig über die Wechselwirkungen zwischen

den im Wasser treibenden Mikroplastikteilchen und gelöst vorliegenden Metallen bekannt. Deshalb haben Wissenschaftler des Instituts für Umweltchemie des Küstenraumes des Helmholtz-Zentrums Hereon diese Wechselwirkungen nun systematisch im Labor untersucht. In weiteren Versuchen wird jetzt überprüft, wie sich andere, häufig in der Umwelt anzutreffende Kunststoffe verhalten, beziehungsweise welchen Einfluss das Alter der Partikel und ihr Verwitterungszustand auf die Anlagerungsund Freisetzungsprozesse haben. Medienmitteilung Institut für Umweltchemie des Küstenraumes HelmholtzZentrum Hereon 9/2021

Bild: Bayer AG

Bayer schnappt sich ein amerikanisches Innovationsunternehmen

NEWS

Diesen Sommer fand die 53. Internationale ChemieOlympiade (IChO) statt. Die Besten von 312 Jugendlichen wurden mit Medaillen und Ehrenmeldungen ausgezeichnet – darunter auch zwei der vier Schweizer Teilnehmenden: – Antoine Chèvre, CEJEF Division Technique (JU) – Jessica Kurmann, Aprentas Ausbildungszentrum Muttenz (BL) – Sandro Pfammatter, Kollegium Spiritus Sanctus Brig (VS) – Anastasia Sandamirskaya, Hull's School (ZH) Sandro Pfammatter erhielt eine Bronzemedaille, Jessica Kurmann eine Ehrenmeldung. «Zumal dieses Jahr die praktische Prüfung wieder wegfiel –

ein Schweizer Trumpf – und es mit über 80 Delegationen viel Konkurrenz gab, ist dies eine starke Leistung», kommentiert Patrik Willi, Präsident der Schweizer Chemie-Olympiade. Sandro Pfammatter freut sich über seine Medaille: «Erst war ich etwas skeptisch, da mir die Prüfung relativ schwer vorgekommen ist. Als ich jedoch von den anderen ein ähnliches Feedback erhielt, wurde mir bewusst, dass ich stolz auf meine Leistung sein kann.» Die fünfstündige Prüfung am 28. Juli bestand aus neun Aufgaben zu verschiedenen Themen. Zum Beispiel ging es bei einer Aufgabe darum, wie sich Wasserstoffgas auf der Oberfläche von Metall sammelt und absorbiert wird. «Dies ist äus-

Bild: Richard Walter

Bronze für Schweizer an der Internationalen Chemie-Olympiade

In einer langen und kniffligen Prüfung, durchgeführt in der ETH Zürich, stellten die Teilnehmenden ihr Wissen unter Beweis. Sandro Pfammatter (v. l.), Antoine Chèvre, Anastasia Sandamirskaya, Jessica Kurmann.

serst interessant als alternativer Energiespeicher der Zukunft», erklärt Patrik Willi. Eigentlich hätten alle Teilnehmenden nach Japan reisen sollen, doch wegen der Pandemie musste der Wettbewerb digital durchgeführt werden. Mit einer auf den Anlass zugeschnittenen App sorgten die Organisatoren für einen virtuellen Begegnungsraum für die auf der ganzen Welt verteilten Jugendlichen. «Persönlich fand ich es

unglaublich schade, dass das Ganze nicht in Japan direkt stattfinden konnte», sagt Jessica Kurmann. «Trotzdem bin ich froh, dass von allen Seiten versucht wurde, uns ein einmaliges Erlebnis zu ermöglichen.» Das Schweizer Team nahm von Zürich aus am Wettbewerb teil und genoss dort zusätzlich ein eigenes Freizeitprogramm. Medienmitteilung Wissenschafts-Olympiade

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NEWS

62 Pharmaunternehmen sind Teil der Transparenzinitiative und erprobt sowie bestehende verbessert werden, heisst es weiter. Um diese Beziehungen für die Öffentlichkeit transparenter zu gestalten, habe der Wirtschaftsverband, gestützt auf eine Initiative der European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations (Efpia) und in Abstimmung mit weiteren Schweizer Pharmaverbänden 2013 den Pharma-Koopera

Bild: Envato

Für die Erforschung und Entwicklung neuer Medikamente und Therapien sei der Austausch zwischen Pharmaunternehmen und Ärzteschaft, Apothekern, Spitälern sowie Forschungsinstitutionen und Patientenorganisationen unverzichtbar, schreibt der Wirtschaftsverband Scienceindustries. Denn nur im steten Erfahrungsaustausch könnten neue Therapien entwickelt

Laut dem Pharma-Kooperations-Kodex müssen Pharmaunternehmen ihre Zusammenarbeit mit Fachpersonen und Gesundheitsorganisationen vertraglich regeln.

tions-Kodex (PKK) verabschiedet. Gemessen am Umsatz deckten die 62 Unterzeichnerfirmen mittlerweile schätzungsweise knapp 90 Prozent des Schweizer Markts für verschreibungspflichtige Arzneimittel ab, so Scienceindustries. Die Unterzeichnerfirmen des PKK hätten im Zusammenhang mit den im Jahr 2020 erbrachten Kooperationszuwendungen folgende Summen offengelegt: 6 Millionen Franken an Fachpersonen, 93 Millionen an Organisationen und 83,5 Millionen Franken für Forschung und Entwicklung. Die Vergütungen an Fachpersonen hätten sich 2020 deutlich reduziert, was wohl weitgehend auf die Corona-Pandemie zurückzuführen sei. Es sei davon auszugehen, «dass nicht nur direkt gewährte Fortbildungsun-

terstützungen stark rückläufig waren, sondern bis zu einem gewissen Grad auch anderweitige Kooperationen aufgrund der Corona-Massnahmen eingegangen wurden», schreibt Scienceindustries. Auch beim Rückgang der Kooperationszuwendungen an Gesundheitsversorgungs-Organisationen dürfte sich ein gewisser «Corona-Effekt» bemerkbar gemacht haben, indes weniger stark ausgeprägt. Die Zuwendungen für Forschung und Entwicklung seien indes im vergangenen Jahr gestiegen. Diese Steigerung scheine in erhöhten Forschungsaktivitäten im Kontext von Corona-Therapien respektive der Impfstoff-Entwicklung begründet zu sein. Medienmitteilung Scienceindustries

Die Digitalisierung verändert zunehmend alle Lebens- und Berufsbereiche. Fachpersonen, die den Umgang mit Daten in den Life Sciences verstehen und beherrschen, sind gefragt. Im Fokus des neuen Studiums in Applied Digital Life Sciences stehen dabei die Datenerfassung, -auswahl, -bereinigung und -auswertung, aber auch die Bedeutung der Daten und deren Verwertung im Laborund Produktionsumfeld. «Der Studiengang schliesst eine Lücke an der Schnittstelle von Life Sciences, Computation und Datenwissenschaften», so Marcel Burkhard, Leiter ZHAWInstitut für Angewandte Simulation. Die Kombination von Themen wie Datenakquisition in verschiedensten Produkti24

ons- und Laborumgebungen, Automation, Künstliche Intelligenz und Simulation ist in diesem Studiengang einzigartig. Er zeichnet sich aus durch die fokussierte Vermittlung anwendungsorientierter Kompetenzen und durch seine Verankerung in den Life Sciences mit den Arbeitsfeldern Biologie, Umwelt, Biotechnologie, Chemie, Lebensmitteltechnologie und Gesundheit. Das Bachelorstudium Applied Digital Life Sciences ist agil, zukunftsorientiert und eng mit der Life Sciences-Praxis verknüpft. Es bereitet die Studierenden praxisorientiert auf neuartige Jobprofile vor. Absolventinnen und Absolventen arbeiten im Gesundheitssektor, in Chemie-, Biotech- und Phar-

Bild: ZHAW / Frank Brüderli

Ein neuer Bachelorstudiengang an der ZHAW

Ein Forscher modelliert Daten biologischer Prozessreaktoren mithilfe Künstlicher Intelligenz.

maunternehmen sowie im Agro-Food- und Umwelt-Bereich. Dort sind sie als Projektmitarbeitende, Beratende oder Fachkräfte in der Forschung, Entwicklung und Produktion tätig. Sie verstehen digitale Werkzeuge und datengestützte Methoden und können diese in den Life Sciences umsetzen – national, wie international. Sie

leisten einen wichtigen Beitrag für die zunehmende Digitalisierung in diesem schnell wachsenden Umfeld. Drei Vertiefungen – Digital Labs and Production, Digital Health und Digital Environment – werden als Spezialisierung angeboten und stehen zur Auswahl. Personen mit Berufsmaturität und einschlägiger Arbeitswelterfahrung sind direkt zugelassen; Personen mit einem Abschluss einer Höheren Fachschule oder mit Fachoder Gymnasialmatur müssen vor Studienbeginn eine einjährige Arbeitswelterfahrung in einem der Studienrichtung verwandten Berufsfeld absolvieren. Medienmitteilung ZHAW 9/2021

NEWS

Alternative zu klimaschädlichem Zement

Bild: Adpic

Eine klimafreundliche Alternative zu herkömmlichem Zement haben Forschende der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der brasilianischen Universität Pará entwickelt. Mit einem bis-

Symbolbild.

lang ungenutzten Abraumprodukt der Bauxitförderung als Rohstoff lässt sich der Ausstoss von Kohlenstoffdioxid (CO2) während der Produktion um bis zu zwei Drittel senken. Gleichzeitig ist der alter-

native Zement genauso stabil wie der bisherige Portlandzement. Als vielversprechend gilt Calciumsulfoaluminat-Zement, bei dem ein grosser Teil des Kalks durch Bauxit ersetzt wird. Allerdings ist Bauxit ein begehrtes Ausgangsprodukt für die Aluminiumherstellung und nicht unbegrenzt verfügbar. Gemeinsam mit brasilianischen Mineralogen hat das MLU-Team nun quasi eine Alternative zur Alternative gefunden: Die Forschenden verwenden nicht reinen Bauxit, sondern ein Abraumprodukt – den Belterra-Lehm. «Diese bis zu 30 Meter dicke Tonschicht bedeckt die Bauxitlagerstätten im Tropengürtel der Erde, bei-

spielsweise im Amazonasbecken», sagt Pöllmann. «Sie enthält genügend aluminiumhaltige Minerale für eine gute Qualität, ist in grossen Mengen verfügbar und kann ohne zusätzliche Behandlung verarbeitet werden.» Weiterer Pluspunkt: Der Belterra-Lehm wird ohnehin bewegt und muss für die Zementherstellung nicht extra erschlossen werden. Ganz ohne Calciumcarbonat funktioniert die Zementherstellung nicht, doch immerhin 50 bis 60 Prozent des kohlensauren Kalks können durch Belterra-Lehm ersetzt werden. Medienmitteilung Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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FIRMEN BERICHTEN

35 Jahre MLT AG Labortechnik

Ein Pumpenhersteller trifft den Nerv der Zeit Auf dem Brüttiseller Industriegelände produziert und vertreibt ein kleines Familienunternehmen unverzichtbare Begleiter des Laboralltags: Die Firma MLT AG Labortechnik stellt hochwertige und leichtgewichtige Vakuumpumpen her und organisiert den schweizweiten Vertrieb der Umlaufkühler der Marke Van der Heijden. Vor 35 Jahren wurde die Firma ins Leben gerufen. Passend zum Jubiläum kommt eine neue Vakuumpumpe auf den Markt.

Umweltschutz gewinnt an Bedeutung Mit dem neuen Selbstverständnis der Industrie änderten sich auch die Produkte, die sie tagtäglich verwendete. Damals zog das Laborpersonal das Vakuum mit einfachen Wasserstrahlpumpen. Diese Pumpen leiteten Wasser literweise und ungefiltert in den Abfluss. Oft gelangten so Chemikalien in Fliessgewässer und belasteten die Umwelt. Meneguz hatte damals eine Wasserstrahlpumpe konstruiert, deren Wasserdurchfluss manuell geregelt werden konnte. Er nannte diese Technik «Aquastopp». Diese Erfindung hat den Nerv der Zeit getroffen und war ein grosser Erfolg. Der Wasserverbrauch konnte dank Automation pro Pumpe um bis zu 90 Prozent reduziert werden. Eine erste wichtige Kundin war damals die ETH Zürich.

Klein, leise und dennoch stark Auch heute zählt die ETH und ihre Institutionen zu den wichtigsten Kunden des 26

Bilder: Roger Bieri

Seit den letzten 35 Jahren hat sich viel bewegt. Peter Meneguz gründete sein Kleinstunternehmen in einem Jahr des Umbruchs. Man denke nur an die Nuklearkatastrophe von Tschernobyl im Frühling 1986 oder an die Basler Chemiekatastrophe von Schweizerhalle im November desselben Jahres, wo die Sirenen mitten in der Nacht die Bevölkerung aus dem Schlaf rissen. Auslöser war ein Grossbrand im Industriegebiet Schweizerhalle. Die Chemikalien verseuchten den Rhein und belasteten ihn noch Jahre später. Nach diesem Ereignis war endgültig klar: Die Branche musste umweltbewusster werden. Vater Peter Meneguz und Sohn Renato Meneguz während einer kurzen Besprechung im Büro.

Die neue Pumpe Vacu-Box VX4 läuft in der Werkstatt im Dauerbetrieb zur Überwachung der Qualität.

Kleinstbetriebs. Zusammen mit seinem Sohn Renato Meneguz, der für das Marketing und Sales verantwortlich ist, entwickelt Peter Meneguz neue Produkte und bringt sie auf den Schweizer Markt sowie ins nahe Ausland. Dieses Jahr ist es die

neue Vakuumpumpe Vacu-Box VX4. Das kompakte Design der Zweikopf-Membranpumpe sticht sofort ins Auge. Aber es handelt sich hierbei nicht nur um eine schöne Fassade, denn «durch die gesamte kompakte Konstruktion wird die Pumpe zu ei9/2021

FIRMEN BERICHTEN

Intuitive Bedienung, einfache Wartung Im Laboralltag darf eine Pumpe nicht viel Zeit in Anspruch nehmen. Schliesslich dreht sich alles um das chemische Produkt, um den Analyten oder um die Verunreinigung, aber sicherlich nicht um die Pumpe, die soll zuverlässig arbeiten. So überzeugt die Zweikopf-Membranpumpe neben der technischen Leistung auch durch ihre einfache Handhabung und ihren wartungsarmen Betrieb. «Die Bedienung der Pumpe muss in jeder Situation, auch im hektischen Laborbetrieb, intuitiv sein. Dies war und ist uns ganz wichtig», betont Peter Meneguz. Auch die Wartung soll problemlos vonstattengehen: «Wenn

Der Motor mit Pumpenkopf wird dynamisch ausgewuchtet, was die VX4 besonders laufruhig macht.

man als Anwender selbst Wartungsarbeiten an der Vacu-Box VX4 durchführt, merkt man schnell, wie einfach dies geht», sagt Renato Meneguz.

Qualität spricht für sich Neben der Produktion hochwertiger und leichtgewichtiger Pumpen organisiert das Kleinunternehmen schon seit Jahren den schweizweiten Vertrieb der Umlaufkühler der Marke Van der Heijden, die einen immer wichtigeren Stellenwert in der Laborbranche einnehmen. Aber nicht nur im Labor hat sich der Arbeitsalltag seit der Gründung der MLT AG verändert. Auch das Einkaufsverhalten bei vielen Grossfirmen ist anders geworden. «Vor 35 Jahren ist man zum Einkäufer gegangen und hat sein Produkt angepriesen. Heute läuft vieles via Internet oder Einkaufsplattformen, auch wenn man sich als Hersteller mehr den direkten Kontakt mit dem Anwender wünscht», sagt Peter Me-

Bild: MLT AG

nem einzigartigen, stabilen Körper», betont Peter Meneguz. Dank dieser ausgeklügelten Bauart und den verwendeten Materialien verfügt die «Vacu-Box VX4» über einen ruhigen Lauf und ist ein ziemliches Leichtgewicht in seiner Klasse. Gerade einmal 8,8 Kilogramm bringt sie auf die Waage. Nur so kann die Pumpe schnell und fast überall eingesetzt werden. Eine dankbare Eigenschaft des Gerätes, wenn man sich die heutige, immer flexibler werdende Laborwelt vor Augen hält. Automatisch wechselt die Pumpe zwischen einem Pa rallel- oder Seriell-Betrieb. Dies garantiert eine hohe Schöpfleistung von 5 m³/h und ein solides Endvakuum von 5 mbar. Konkret ist sie eine eigenständige Helferin für Grossrotationsverdampfer oder steht gleichzeitig im Einsatz für fünf bis sechs Arbeitsplätze mit Laborrotations- oder Grossrotationsverdampfern oder vergleichbaren Anwendungen.

Mit der Vacu-Box VX4 kommt die erste Pumpe der neuen Modellreihe an leistungsstarken Kompaktpumpen der MLT auf den Markt.

neguz. Aber dennoch sei auch im digitalen Zeitalter Mund-zu-Mund-Propaganda äusserst wertvoll, um die Anwender auf neue Produkte aufmerksam zu machen, betont Renato Meneguz. Wenn der Anwender schliesslich vom Produkt so überzeugt ist, dass er automatisch dafür wirbt, dann ist dies natürlicherweise der beste Qualitätsbeweis.

Kontakt MLT AG Labortechnik CH-8306 Brüttisellen info@mlt.ch www.mlt.ch

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Bilder: Easy fairs

PUBLIREPORTAGE

Wirtschaft wird unterstützt

Messen stimulieren die Nachfrage Es gibt so vieles, was in den letzten Monaten eine neue Bedeutung erfahren hat. Der Messeveranstalter Easyfairs ist überzeugt, dass Fachmessen nach der langen Durststrecke dazu dienen werden, dass die Branche sich wieder persönlich für Networking und Business an einem Ort treffen kann. Es ist aus Sicht von Easyfairs sehr wichtig, die Wirtschaft tatkräftig zu unterstützen.

Messen können dazu beitragen, die Nachfrage zu stimulieren und die Branchen wieder zusammenzubringen. Das sind wichtige Bausteine für einen Schritt in die Zukunft. Täglich arbeitet das Team von Easyfairs an neuen Ideen und Möglichkeiten, die Messen in Zeiten der Pandemie weiterzuentwickeln und so die Branche zu unterstützen.

Wieder live zum Networking treffen Gerne stellt der Messeveranstalter ein starkes Messetrio für die Schweizer Industrie vor. Verschaffen Sie sich mit Easyfairs an einem einzigen Termin den Überblick über drei Branchen! Ab 2021 findet im Zweijahresrhythmus die AQUA Suisse mit den Fachmessen PUMPS & VALVES Zürich und Maintenance Schweiz statt. Damit führt der Veranstalter Easyfairs zusammen, was immer mehr ineinandergreift: Pumpen und Armaturen, Lösungen für Wasser, Abwasser und Gas 28

sowie die klassische und digitalisierte Instandhaltung. Profitieren Sie von den hervorragenden Synergien zwischen den drei Fachmessen. Treffen Sie auf über 200 Top-Aussteller und erhalten Sie inspirierende Einblicke in neue Lösungen, Forschung, Trends sowie zukünftige Entwicklungen der Schweizer Industrie. Gerade im Bereich der Pumpenund Armaturentechnik gibt es eine Vielzahl von Gemeinsamkeiten im Hinblick auf Anwendungen in der Industrie und in der Wasser-, Abwasser und Gaswirtschaft. Dank der intensiven Zusammenarbeit mit Branchen-Verbänden wie Swissmem, SVGW, fmpro und GOP bieten die Messen auch eine attraktive Plattform für ein hochrangiges Vortragsprogramm mit Branchenexperten.

persönlichen Kontakten verbindet. «Täglich arbeiten wir an neuen Ideen, um die Messen weiterzuentwickeln und so sicher wie möglich zu gestalten», erläutert Daniel Nussbaumer, Head of Swiss Unit. Easyfairs möchte in Zukunft den Ausstellern, Besuchern und Partnern die Möglichkeit bieten, zusätzlich auch online unter dem Jahr zu kommunizieren. Die neuen Modelle sollen eine ergänzende Bühne zur Messe für Inspirationen und Innovationen sein. Mit Webinaren und Online-Events wird der Branche die Chance geben, sich zu vernetzen, ohne dass Sie dafür Ihren Arbeitsplatz im Büro oder im Home-Office verlassen muss.

Easyfairs arbeitet täglich an neuen Ideen

Trotz aller digitalen Trends und einer noch immer herausfordernden Corona-Situation, kommt der persönliche Austausch vor Ort nicht zu kurz. Denn mit dem umfangreichen Schutzkonzept steht einer siche-

Moderne Messen von Easyfairs sind das Bindeglied, das Theorie und Praxis mit

Seien Sie mit Sicherheit dabei!

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PUBLIREPORTAGE

Erfahren Sie hier mehr über unser Messetrio: Maintenance Schweiz Die Schweizer Leitmesse für industrielle Instandhaltung ist ein fixer Bestandteil für alle, die sich mit Anlagenwartung, Ersatzteilen, Smart Maintenance, Arbeitssicherheit und technischen Lösungen auseinandersetzen. Die Messe präsentiert Lösungen und Trends für die gesamte Schweizer Industrie. PUMPS & VALVES Zürich.

ren Durchführung für alle Beteiligten nichts im Wege. Unsere Fachmessen werden damit dem Anspruch von Easyfairs gerecht, alle Aspekte für ein zeitgemässes Messeformat abzudecken – und das mit Sicherheit! Denn Easyfairs hat hierfür mit «The safest place to meet» ein ausgeklügeltes Schutzkonzept erstellt, welches über den allgemeinen Schweizer Standards für Messen und Veranstaltungen liegen und von den zuständigen Behörden abgesegnet worden ist. Mit dem ausgedruckten Besucherausweis können dank der «Smart-Badge»-Technologie die Besucher und Aussteller ihre Kontaktdaten und Informationen digital und kontaktlos austauschen. Durch diese gefahrlose Vernetzung der Branche, leiste der Messeveranstalter so, einen wertvollen Beitrag für alle Beteiligte. Leisten auch Sie Ihren eigenen Beitrag und runden Sie als Aussteller oder Besucher den wichtigsten Branchentreffpunkt ab, der Sie und die Branche weiterbringt.

Informationen über Easyfairs Easyfairs ermöglicht Wirtschaftszweigen einen Blick in die Zukunft. Leitveranstaltungen greifen die Bedürfnisse der jeweiligen Branche auf und präsentieren Lösungen in einem idealen Veranstaltungsformat. Die Gruppe veranstaltet zurzeit 219 Messen und Ausstellungen in 17 Ländern (Algerien, Belgien, China, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Grossbritannien, Niederlande, Norwegen, Portugal, Schweden, Schweiz, Singapur, Spanien, Vereinigte Arabische Emirate und Vereinigte Staaten von Amerika). Zudem betreibt Easyfairs 10 Messegelände in Belgien, den Niederlan9/2021

den und Schweden (Gent, Antwerpen, Namur, Mechelen-Brüssel Nord, Hardenberg, Gorinchem, Venray, Stockholm, Göteborg und Malmö). In der D-A-CH-Region organisiert Easyfairs u.a. die Automation & Electronics (Zürich), die Empack (Dortmund, Bern/Zürich), die Logistics & Automation (Bern/Zürich), die Maintenance (Dortmund und Zürich), die PUMPS & VALVES (Dortmund und Zürich), die Recycling-Technik (Dortmund), die Solids (Dortmund) sowie neu ab 2021 die AQUA Suisse (Zürich). Die Gruppe beschäftigt über 780 Mitarbeiter und erwirtschaftete einen Umsatz von über 166 Millionen Euro für das Geschäftsjahr 2019. Das Ziel von Easyfairs ist es, der anpassungsfähigste, aktivste und effektivste Marktteilnehmer in der Messewirtschaft zu sein. Das Augenmerk liegt dabei auf der Einstellung hochmotivierter Mitarbeiter, der Entwicklung der besten Instrumente im Bereich Marketing und Technologie sowie in der Entwicklung starker Marken. Werfen auch Sie einen Blick in die Zukunft: «Visit the future – with Easyfairs». Für weitere Informationen besuchen Sie unsere Webseite www.easyfairs.com

Kontakt Frau Winnie Koch Content Event Manager Easyfairs Switzerland GmbH CH-4132 Muttenz +41 61 228 10 08 winnie.koch@easyfairs.com www.easyfairs.com

www.maintenance-schweiz.ch Ihr Code für einen Gratiseintritt: 2609 PUMPS & VALVES Zürich Die Fachmesse präsentiert Ihnen Produkte und Lösungen rund um die Themen Pumpensysteme, Ventile, Antriebstechnik, Industrie-Armaturen, Anlagentechnik, Dichtungen, Dichtungssysteme, Filter, Filtersysteme und Rohrleitungen.

www.pumps-valves.ch Ihr Code für einen Gratiseintritt: 2709 AQUA Suisse – Die Schweizer Fachmesse für Wasser, Abwasser und Gas Effizienz und Nachhaltigkeit führen auch in der Versorgung mit Wasser und Gas sowie der Aufbereitung von Abwasser zu neuen Produkten und Dienstleistungen. An der ersten Ausgabe der AQUA Suisse in Zürich zeigen führende Anbieter den neusten technischen Stand und rücken kommunale Anwendungen in den Mittelpunkt.

www.aqua-suisse.zuerich.ch Ihr Code für einen Gratiseintritt: 2511 Easyfairs freut sich das Messetrio in diesem Jahr erstmalig in Zürich durchzuführen.

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Supply-Chain in der Chemieindustrie

Ihre Herausforderungen – unsere Lösungen DACHSER Chem Logistics bietet der chemischen Industrie weltweit homogene Prozesse, die höchsten Sicherheitsund Qualitätsansprüchen gerecht werden.

Die chemische Industrie in der Schweiz ist Weltklasse. Um Supply-Chain-Herausforderungen zu bewältigen und Risiken zu minimieren, braucht sie zuverlässige Logistikdienstleister wie DACHSER Schweiz.

Hohe Lieferqualität und Zuverlässigkeit Speziell für die Chemielogistik ausgebildete Mitarbeitende sowie eine hohe Prozesssicherheit durch definierte Abläufe, verlässliche Laufzeiten und Kapazitäten sind ausschlaggebend für den Erfolg. Täglich gelebtes Qualitätsmanagement sorgt für durchgehende Sicherheit im Sendungsverlauf und transparente Nachverfolgung der Sendungen zum Vorteil aller Beteiligten. Die Sicherheits- und Qualitätsstandards von DACHSER liegen dabei weit über den gesetzlichen Anforderungen.

Breitgefächerte Gefahrgut kompetenz Ein zentrales Gefahrgutmanagement über alle Verkehrsträger hinweg (Luft-, See- und Strassentransport) ist eine Grundvoraussetzung, um Sendungen reibungslos und regelkonform weltweit transportieren zu können – für DACHSER eine Selbstverständlichkeit. 255 eigene, regional zuständige Gefahrgutbeauftragte, jährliche Weiterbildungsmassnahmen für diese und regelmässige interne und externe Schulungen für über 12 700 Mitarbeitende garantieren Fachkompetenz und sorgen für eine hohe Prozessqualität, die die Effizienz in der Supply-Chain der Kunden steigert.

End-to-end-Transparenz Eine durchgehende digitale Vernetzung dank einer homogenen IT-Systemwelt und eigens entwickelten Transport- und Ware30

DACHSER Chem Logistics: Massgeschneiderte Lösungen für die Chemieindustrie.

house-Systemen ermöglichen eine nutzerfreundliche, interaktive Überwachung von Lieferketten. Automatisierte Prozesse mit durchgängiger, elektronischer Schnittstellendokumentation garantieren vollständige Transparenz.

Proaktives Reporting Auch in herausfordernden Zeiten hat sich die schnelle Reaktionsfähigkeit von DACHSER bei weltweiten Supply-Chain-Störungen bewährt. «Atmende» Netzwerke mit flexiblen Kapazitäten und deren vorausschauende Steuerung senken Supply-ChainRisiken. Proaktives Reporting macht Kunden rechtzeitig auf mögliche Probleme aufmerksam, sodass diese zusammen mit DACHSER alternative Lösungen finden können.

Das Zusammenspiel verschiedener Elemente Die Branchenlösung DACHSER Chem Logistics mit klar gegliederten Serviceleistungen steigert die Kosteneffizienz der Auftraggeber und sorgt für eine hohe Kun-

denzufriedenheit. In der Schweiz konzentriert sich DACHSER auf Im- und Exporte sowie Inlandtransporte von verpackter Ware (IBC, palettisierte Fässer, Bigbags etc.). Know-how und langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Unternehmen aus der Chemieindustrie machen DACHSER zu einem zuverlässigen Partner.

Kontakt

Selina Hipp Business Development Manager Switzerland DACHSER Chem Logistics selina.hipp@dachser.com dachser.ch

9/2021

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Mikroverkapselung

Präzise Dosierung hochviskoser Materialien

Aktive pharmazeutische Wirkstoffe (Active Pharmaceutical Ingredients), kurz API, nennt man die pharmakologisch wirksamen Substanzen eines Arzneimittels. Es handelt sich dabei um Verbindungen wie Naturstoffe, halbsynthetische Präparate, synthetisch hergestellte oder gentechnisch sowie biotechnologisch modifizierte Pharmaka und Kosmetika. Die Herstellung dieser APIs ist anspruchsvoll. Die wässrigen bis öligen Substanzen sind überwiegend empfindlich. Die Mikroverkapselung ist ein geeignetes Verfahren, um diese aktiven Substanzen vor vorzeitiger Freisetzung zu schützen und die Bioaktivität zu erhalten. Die Kapseln bestehen aus polymeren oder anorganischen Materialien. Je nach Durchlässigkeit und Abbaubarkeit entweichen die Wirkstoffe nach und nach. Eine kontinuierliche Freisetzung macht medikamentöse Therapien besser verträglich und einfacher handhabbar. Das Kapselmaterial weist in der Regel eine Viskosität von über 10 000 mPas auf. Die geförderte Menge liegt im Bereich weniger Mikroliter pro Minute bis hin zu 140 ml/min. Die Präzision der Förderung ist ausschlaggebend für die HNP Mikrosysteme Das Unternehmen HNP Mikrosysteme GmbH mit Sitz in Schwerin entwickelt, produziert und vertreibt weltweit Pumpen, die kleine und kleinste Flüssigkeitsmengen äusserst präzise dosieren. Einsatzbereich der Pumpen und Systeme ist die instrumentelle Analytik, der Maschinen- und Anlagenbau sowie die chemische und pharmazeutische Produktion.

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Bild: HNPM

Die Mikroverkapselung gewinnt in der Pharma-, Kosmetik-, Lebensmittel- und Agrarindustrie zunehmend an Bedeutung. Neue Darreichungsformen entstehen, die Wirksamkeit und Verträglichkeit aktiver Stoffe steigt und die Anwendungsbreite zugelassener Stoffe wächst. Voraussetzung für die Herstellung und Verarbeitung von APIs sind präzise Dosiertechniken im Niedrigstmengenbereich. Als geeignete technische Lösung kommen Mikropumpen von HNP Mikrosysteme zum Einsatz.

Präzise Pumpe im Prozess der Mikroverkapselung.

Qualität der Kapseln. Die Toleranz liegt bei ±1 %. Für diese anspruchsvolle Aufgabe eignen sich Mikrozahnringpumpen von HNP Mikrosysteme. Aufgrund der hohen Viskosität kommen Hochleistungspumpen wie die mzr-6305 und die mzr-11508 zum Einsatz. Beide Pumpen können beheizt oder bei Kleinstmengen zusätzlich mit einem Getriebe ausgestattet werden. Je nach Herstellungsprozess kommt an Stelle einer kontinuierlichen Förderung auch eine Dosierung des Hüllmaterials in Frage. Ein weiteres Herstellungsverfahren ist die Kapselbandversiegelung. Zur Versiegelung der beiden Kapselhälften wird vorher eine Flüssigkeitsmenge im Mikroliterbereich aufgesprüht. Die Dosierung der APIs kann ebenso wie die Förderung des Kapselmaterials mit Pumpen der Hochleistungsbau-

reihe oder auch mit hermetisch inerten Pumpen von HNPM erfolgen. Die Füllmenge der Kapsel liegt üblicherweise zwischen 0,2 und 1 ml. Im Bereich der Kosmetik und der Lebensmittelherstellung sind die Mengen besonders klein. Hier spricht man auch von Kugeln oder Perlen. Hermetisch inerte Pumpen wie die mzr-7255 arbeiten zusätzlich in den Herstellungsprozessen für aktive pharmazeutische Wirkstoffe. Weitere Anwendungsmöglichkeiten werden auf der Ilmac in Basel gezeigt. Kontakt HNP Mikrosysteme GmbH D-19053 Schwerin info@hnp-mikrosysteme.de www.hnp-mikrosysteme.de

FORSCHUNGSWELT

Material und Materie

Die magnetische Nanowelt Am Paul-Scherrer-Institut (PSI) untersuchen Forschende den Magnetismus im Bereich von Millionstel Millimeter. Dabei stossen sie auf exotische Phänomene wie frustrierte Magnete und Nanowirbel, mit denen vielleicht dereinst Daten besser gespeichert werden können. Doch wieso sind Magnete «frustriert» und was hat es mit dem Nanowirbel auf sich? Ein Überblick.

Barbara Vonarburg

Bild: Scanderbeg Sauer Photography

Woher stammt die scheinbar magische Kraft, die den Magneten am Kühlschrank festhält? Um diese Frage zu beantworten, muss man tief in die Materie hineinblicken. «Stellen Sie sich ein Atom vor mit den Elektronen, die den Kern umkreisen», sagt Frithjof Nolting, Leiter des PSI-Labors für kondensierte Materie und Professor an der Universität Basel. «Dieses klassische Bild ist streng wissenschaftlich betrachtet zwar falsch, aber als Gedankenstütze äusserst hilfreich.» Denn es sind die Elektronen, die ein Magnetfeld produzieren. Die elektrisch geladenen Teilchen bewegen sich auf ihrer Bahn um den Das Paul-Scherrer-Institut aus der Vogelperspektive. Paul-Scherrer-Institut (PSI)

Atomkern und haben zusätzlich einen genannt Spin. Diese TOSOH_Ins_58x90_4c_Layout 1 20.12.12 07:47Eigendrehimpuls, Seite 1 beiden Komponenten erzeugen ein ma gnetisches Moment, das man sich vereinfacht als kleinen Stabmagneten vorstellen kann.

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Alles dreht sich in die gleiche Richtung «Damit ein Material nach aussen magnetisch wird, müssen sich die magnetischen Momente der einzelnen Atome alle in die gleiche Richtung orientieren – ein sehr komplizierter Mechanismus», erklärt Nolting. Sind die magnetischen Momente tatsächlich alle gleich ausgerichtet, spricht man von Ferromagnetismus, zeigen benachbarte magnetische Momente in entgegengesetzte Richtung, ist das Material antiferromagnetisch und gegen aussen nicht magnetisch. Bereiche, in denen sich die magnetischen Momente aller Atome gleich ausrichten, heissen Domänen, da-

zwischen gibt es jeweils eine Domänenwand.

Domänen als Information Bei der magnetischen Datenspeicherung auf Festplatten werden die Informationsbits in Form von Domänen in dünnen Schichten gespeichert. Ein Elektromagnet als Schreibkopf ändert jeweils die Magnetisierungsrichtung. Nolting und seine Forschungsgruppe fanden heraus, wie man auf dieses Magnetfeld zum Schreiben verzichten könnte: Die Magnetisierungsrichtung von kleinen Strukturen lässt sich auch durch einen Laserpuls gezielt schalten. Dieser Prozess wäre viel schneller als derjenige mithilfe eines Elektromagneten und würde auch noch weniger Energie verbrauchen – ein spannendes Feld für zukünftige Untersuchungen am SwissFEL. Eine Anwendung dieser neuen Methode liege aber noch in weiter Ferne, warnt der Physiker. Ihn interessieren vor allem die 9/2021

FORSCHUNGSWELT

Skyrmionen sind Nanostrukturen: winzige Wirbel in der magnetischen Ausrichtung der Atome. PSI-Forschende haben erstmals sogenannte antiferromagnetische Skyrmionen erschaffen. Darin sind entscheidende Spins gegenläufig ausgerichtet. Hier eine künstlerische Darstellung dieses Zustands.

grundlegenden Erkenntnisse, die man beim Vordringen in die Nanowelt, also in die Dimension von Millionstel Millimeter, gewinnen kann. «Dort kommt es zu exotischen Phänomenen, die zu lustigen Eigenschaften dieser Nanomagnete führen.»

Frustrierte Magnete Ein Beispiel sind die frustrierten Magnete. Der spontane Gedanke, dass es bei der Übertragung eines menschlichen Gemütszustandes in die physikalische Welt darum geht, dass ein angestrebter Zustand nicht erreicht werden kann, ist nicht falsch. Doch was die Fachleute wirklich darunter verstehen, ist nicht einfach zu erklären. Frithjof Nolting nimmt seine Hände zu Hilfe und deutet mit dem rechten Zeigfinger nach oben, mit dem linken nach unten. «Angenommen die magnetischen Momente in einem Material sollen antiparallel ausgerichtet sein», erklärt er: «Das funktioniert mit zwei Elementen, wie man hier sieht. Doch wenn dazwischen in der Mitte ein drittes dazu kommt, weiss es nicht, wo es hinzeigen soll; es ist frustriert.» Frustrierte Magnete sind das Spezialgebiet von Oksana Zaharko, Leiterin der Forschungsgruppe für Festkörperstrukturen am PSI. Sie führt den Vergleich mit den drei Elementen weiter: «Wir haben ein System, in dem sich zwei starke Kräfte bekämpfen. Und wenn zwei Grosse Krieg führen, dann 9/2021

Für Sie!

Umfassende Temperierund Kühllösungen aus einer Hand Bild: Scanderbeg Sauer Photography

Grafik: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic

profitiert der kleine Dritte. Genau das passiert in frustrierten Systemen.» Zaharkos System ist ein winziger Kristall – ein hübsches, metallisches Oktaeder, das vom blossen Auge noch knapp erfasst werden kann, geformt aus den Elementen Mangan, Scandium und Schwefel. Weil in diesem antiferromagnetischen Kristall die Ausrichtungen der magnetischen Momente miteinander streiten, entsteht eine Richtungsabhängigkeit, eine sogenannte Anisotropie. «Sie ist unsere lachende Dritte», erklärt Zaharko. Die Anisotropie bewirkt, dass sich in der Ausrichtung der magnetischen Momente winzige Wirbel bilden.

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Diese wundersamen Nanostrukturen sind das Resultat der Frustration und haben einen entsprechend exotischen Namen: Skyrmionen. «In der Wissenschaft verbreiten sich manche Ideen wie ein Virus – allerdings ein gutmütiges», sagt die Physikerin: «Mit den Skyrmionen ist dies so; es wird weltweit intensiv auf diesem Gebiet geforscht und auch ich habe mich anstecken lassen von der Begeisterung für diese Objekte mit ihren interessanten Eigenschaften.» Mit ihrem Kristall gelang es Zaharko und ihrer Gruppe 2020, erstmals antiferromagnetische Skyrmionen zu erschaffen und nachzuweisen – ein wichtiger Schritt für mögliche, künftige Anwendungen dieser Nanowirbel in der Informationstechnologie. Skyrmionen gelten als vielversprechende Einheiten für eine neuartige Datenspeicherung. Sie sind bedeutend kleiner als die Domänen, die in herkömmlichen Speichermedien als Bits dienen. Damit könnte man die Daten enger packen sowie schneller schreiben und lesen. «Unsere Skyrmionen sind winzig und erfüllen diese Anforderung besonders gut», sagt Zaharko. Zudem sind die neu entdeckten Nanowirbel – wie der Kristall selber – antiferromagnetisch. Das heisst, benachbarte magnetische Momente sind so ausgerichtet, dass einer nach oben und der nächste nach unten zeigt, während die Momente bei den bisher bekannten Skyrmionen parallel sind. «Antiferromagnetische Skyrmionen lassen sich einfacher steuern, weil sie beim Anlegen von Strom weniger von ihrem geraden Weg abgelenkt werden als ferromagnetische

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FORSCHUNGSWELT

Skyrmionen», erklärt die Forscherin: «Das ist sehr nützlich, wenn man damit ein Produkt herstellen möchte.» Noch ist dies Zukunftsmusik. Denn damit die winzigen Wirbel entstehen, müssen die Forschenden ihren Kristall bis fast zum absoluten Nullpunkt abkühlen und in ein sehr starkes Magnetfeld bringen. «Wir haben eine millimeterkleine Probe und darum herum eine riesige Apparatur mit einem tonnenschweren Magneten – ein unglaublicher Gegensatz», beschreibt Zaharko die Messstelle an der Grossforschungsanlage Sinq. Hier werden Neutronen auf den Kristall geschossen und gestreut. Aus den so gewonnenen Daten berechnen Algorithmen, wie es im Material aussieht. «So können wir die Skyrmionen nachweisen», sagt die Forscherin: «Sehen können wir sie nicht direkt.»

Flexibel Füllstand erfassen

Der Eintauch-Schwimmerschalter 2099 ermöglicht eine flexible Detektion von bis zu vier Flüssigkeitsniveaus im Tank. Im Gegensatz zu Gebern mit starrem Steigrohr kann er auch bei beengten Platzverhältnissen nachgerüstet werden. Die Position des Schaltpunkts lässt sich jederzeit verändern. Hochwertige Materialkomponenten sorgen für Beständigkeit.

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Hochaufgelöste Bilder und Filme Skyrmionen direkt sichtbar machen können Forschende an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS. «Der Schwerpunkt unserer Arbeit an der SLS liegt in der Röntgenmikroskopie mit Ortsauflösungen bis zu 20 Nanometer», sagt Jörg Raabe, Leiter der Mikrospektroskopie-Gruppe. Sein Team produziert aber nicht nur höchstaufgelöste Bilder, sondern auch Filme: «Bei einigen Experimenten arbeiten wir zusätzlich mit Zeitauflösungen im Bereich von 100 Pikosekunden, also 100 Billionstel Sekunden», sagt der Physiker. So lässt sich zeigen, wie magnetische Skyrmionen erzeugt werden und wie sie sich bewegen. Dies interessiert Teams aus Grossbritannien, Deutschland, Korea, China, Russland und den USA. In ihren Experimenten am PSI konnten die Forschenden unter anderem zeigen, dass die Skyrmionen in einem Material aus mehreren Lagen Iridium-Kobalt-Platin auch ohne äusseres magnetisches Feld stabil sind, was für potenzielle Anwendungen wichtig ist. Mit frustriertem Magnetismus befassen sich auch Forschende am PSI, die Materialien mithilfe der Schweizer Myonenquelle SμS untersuchen. Myonen sind instabile Elementarteilchen, die den Elektronen ähneln, aber gut 200-mal so schwer sind. Schiesst man sie in ein Material, können sie als lokale Sonden ihre magnetische Umgebung

Oksana Zaharko erforscht am PSI frustrierte Systeme und Skyrmionen. Sie nutzt dabei die unterschiedliche magnetische Ausrichtung von Elementarmagneten. Was sich kryptisch anhört, könnte einmal Computer wesentlich leistungsfähiger machen.

erkunden. «Diese Methode ist um einen Faktor hundert bis tausend empfindlicher als andere Verfahren », sagt Hubertus Luetkens, Gruppenleiter im Labor für MyonspinSpektroskopie und ist überzeugt: «Am PSI haben wir hervorragende Forschungsmöglichkeiten mit teilweise weltweit einzigartigen Experimentieranlagen.» Damit untersuchten die Forschenden einen Kristall aus den Elementen Kobalt, Zinn und Schwefel, der ein seltsames magnetisches Verhalten zeigt. Bei tiefen Temperaturen sind die Kobaltatome ferromagnetisch ausgerichtet, bei höheren Temperaturen nimmt eine antiferromagnetische Ausrichtung überhand. Die rivalisierenden magnetischen Ordnungen beeinflussen das elektronische Verhalten der Materialien und lassen sich zudem über die chemische Zusammensetzung, den Druck und das äussere Magnetfeld steuern. Auch ein solches Material könnte sich dereinst für neuartige elektronische Bauteile eignen. Der Weg dahin ist aber noch weit. «Von der Physik her sind all diese Studien sehr spannend», sagt Frithjof Nolting: «Praktisch würde dies aber einen kompletten Wechsel der Technologie bedeuten – eine gigantische Ingenieursarbeit und eine extrem hohe Hürde. Aber wer weiss, wir haben schon viele Hürden genommen und manchmal ging es schneller als erwartet.» www.psi.ch 9/2021

FORSCHUNGSWELT

3-D-Druck in der Schwerelosigkeit

Experimente bei Parabelflügen durchgeführt Der Clausthaler Professor Jens Günster und Dr. Harald Müller, ein Alumnus der Harzer Universität, haben in 8000 Metern Höhe 3-D-Druck-Experimente unter den Anziehungskraft-Bedingungen von Mond und Mars durchgeführt. Für Professor Günster war es allerdings schon ein bekanntes Szenario. Wie bereits in den Jahren 2017 und 2018 nahm der Materialwissenschaftler auch dieses Jahr an einer Parabelflug-Kampagne teil.

Das Programm – in diesem Jahr von der Europäischen Raumfahrt Agentur ESA vom Flughafen Paderborn-Lippstadt aus durchgeführt – ermöglicht es der Wissenschaft, Experimente unter Bedingungen vorzunehmen, die der Schwerelosigkeit gleichkommen. Die aktuellen Flüge fanden in der vergangenen Woche statt.

Deutsches Forschungsprojekt Im Rahmen eines innovativen Forschungsprojektes mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt setzte Professor Günster dabei eine Versuchsreihe zum Thema additive Fertigungsverfahren bzw. 3-D-Druck in der Schwerelosigkeit fort. Mit an Bord war nicht nur wieder ein Drucker, der von der Clausthaler Firma DHM Prüfsysteme hergestellt wurde. Mit an Bord war dieses Mal auch der Inhaber des Unternehmens, Dr. Harald Müller, ein Alumnus der TU Clausthal.

Schraubenschlüssel in der Schwerelosigkeit In einem Labor der Universität hatte das Team die Experimente vorbereitet. Später

in der Erdatmosphäre wurden Drucker, Software und Druckprozess dann unter den Anziehungskraft-Bedingungen von Mond und Mars getestet. Diese Gravitationen werden durch bestimmte Flugmanöver erreicht. So kann die Marsgravitation für rund 30 Sekunden simuliert werden. Unter Bedingungen wie im Weltall haben die Clausthaler beispielsweise erfolgreich getestet, wie sich ein Schraubenschlüssel per 3-DDruck herstellen lässt. Die Ergebnisse der Experimente können Astronauten bei zukünftigen Weltraumissionen helfen, wenn sie Ersatzteile herstellen müssen.

Professor Jens Günster (rechts) und Nico Kolsch (Mitarbeiter der BAM und Doktorand an der TU Clausthal) beim Experimentieren mit dem 3-D-Drucker in der Schwerelosigkeit.

Die Experimente waren erfolgreich: Hier das Resultat.

Bis zu 31 Parabelmanöver Das Flugzeug für die Parabelflüge war die einstige «Konrad Adenauer» aus der Flugbereitschaft des Bundes. Nach dem Umbau bietet der Airbus Platz für zehn bis dreizehn verschiedene Experimente und deren Teams. Daneben sei geschultes Personal an Bord, das die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler absichere, erläuterte Günster. «Teilweise lasten bei den Manövern bis zu 2 g auf uns», so der Clausthaler, den auch Mitarbeiter der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) begleiteten. Bei den jeweils sechs Stunden andauernden Flügen werden bis zu 31 Parabelmanöver absolviert. Dieses Programm wird an mehreren Tagen wiederholt, so dass es für die Beteiligten mit einer grossen körperlichen Belastung einhergeht.

Strapazen schnell vergessen

Bilder: Privat

Nach dem Abschluss der Flüge waren sich die Clausthaler und BAM-Mitarbeiter einig: «Die Parabelflüge sind eine überragende Erfahrung. Die Experimente und das Erlebnis lassen die körperlichen Strapazen schnell vergessen.» In diesem Flugzeug fanden die Parabelflüge statt.

9/2021

www.tu-clausthal.de 35

FORSCHUNGSWELT

Internet of Things

Die biologisch abbaubare Batterie Die Anzahl der Daten sendenden Mikrogeräte, etwa bei Verpackungen und Transportlogistik, wird in Zukunft stark zunehmen. All diese Geräte brauchen Energie, doch die dafür notwendige Menge an Batterien würde die Umwelt enorm belasten. Forschende der Empa haben einen kompostierbaren Mini-Kondensator entwickelt, der das Problem lösen kann. Er besteht lediglich aus Kohlenstoff, Zellulose, Glycerin und Kochsalz – und er funktioniert zuverlässig.

Rainer Klose 1

Ein Sandwich aus vier Schichten Um aus diesen Zutaten einen funktionierenden Superkondensator zu bauen, braucht es vier Schichten, die alle nacheinander aus dem 3-D-Drucker fliessen: eine flexible Folie, eine stromleitende Schicht, dann die Elektrode und zum Schluss der Elektrolyt. Das Ganze wird dann wie ein Sandwich zusammengefaltet, mit dem Elektrolyten in der Mitte. Was herauskommt, ist ein ökologisches Wunder. Der Mini-Kondensator aus dem Empa-Labor kann über Stunden Strom speichern und schon jetzt eine kleine Digitaluhr antreiben. Er übersteht tausende Lade- und Entladezyklen und voraussichtlich auch jahrelange Lagerung, selbst bei frostigen Temperaturen. Ausserdem ist der

Empa, Dübendorf

Bilder: Gian Vaitl/Empa

Die Fabrikationsanlage für die «BatterieRevolution» sieht recht harmlos aus: Es ist ein modifizierter, handelsüblicher 3-DDrucker, der in einem Raum in einem Laborgebäude der Empa steht. Die eigentliche Innovation liegt im Rezept für die gelatinösen Tinten, die dieser Drucker auf eine Oberfläche spritzen kann. Die Mixtur, um die es dabei geht, besteht aus Cellulose-Nanofasern und Cellulose-Nanokristalliten, dazu kommt Kohlenstoff in Form von Russ, Graphit und Aktivkohle. Um all dies zu verflüssigen, benutzen die Forscher Glycerin, Wasser und zwei verschiedene Sorten Alkohol. Dazu eine Prise Kochsalz für die ionische Leitfähigkeit.

Die biologisch abbaubare Batterie besteht aus vier Schichten, die alle nacheinander aus einem 3-D-Drucker fliessen. Das Ganze wird dann wie ein Sandwich zusammengefaltet, mit dem Elektrolyten in der Mitte.

Kondensator resistent gegen Druck und Erschütterung.

Bioabbaubare Stromversorgung Das Beste daran aber: Wenn man ihn nicht mehr braucht, kann man ihn in den Kompost werfen oder einfach in der Natur zurücklassen. Nach zwei Monaten ist der Kondensator in seine Bestandteile zerfallen, nur ein paar sichtbare Kohlepartikel bleiben von ihm übrig. Auch das haben die Forscher bereits ausprobiert. «Das klingt recht einfach, das war es aber ganz und gar nicht», sagt Xavier Aeby von der Empa-Abteilung «Cellulose & Wood

Materials». Lange Versuchsreihen seien nötig gewesen, bis alle Parameter stimmten, bis alle Komponenten zuverlässig aus dem Drucker flossen und der Kondensator schliesslich funktionierte. Aeby: «Als Forscher wollen wir ja nicht nur herumprobieren, sondern auch verstehen, was im Inneren unserer Materialien geschieht.»

Stromspeicher entwickelt und umgesetzt Aeby hat Mikrosystemtechnik an der EPFL studiert und ist für seine Doktorarbeit an die Empa gewechselt. Nyström und sein Team forschen seit Jahren an funktionalen Gelen auf Basis von Nanozellulose. Das 9/2021

FORSCHUNGSWELT

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Die Knickstab-Umkehr-Berstscheibe KUB® bietet einfache Handhabung durch aussergewöhnliche Robustheit, sowie eine lange Lebensdauer. Auch für sterile Anwendungen geeignet. Nach zwei Monaten im Erdreich hat sich der Kondensator aufgelöst, nur wenige sichtbare Kohlenstoffpartikel bleiben zurück.

Anwendung im Internet der Dinge Der Superkondensator könnte bald zu einem Schlüsselbaustein für das «Internet of Things» werden, erwarten Nyström und Aeby. «In Zukunft könnte man solche Kondensatoren etwa mithilfe eines elektromagnetischen Feldes kurz aufladen, dann würden sie über Stunden Strom für einen Sensor oder Mikrosender liefern.» So könnte man zum Beispiel den Inhalt einzelner Pakete während des Versandwegs überprüfen. Auch die Stromversorgung von Sensoren im Umwelt-Monitoring oder in der Landwirtschaft ist denkbar – man muss diese Batterien nicht wieder einsammeln, sondern könnte sie nach ver9/2021

Xavier Aeby und Gustav Nyström haben eine komplett gedruckte, biologisch abbaubare Batterie entwickelt, die aus Zellulose und anderen ungiftigen Komponenten besteht.

richteter Arbeit einfach in der Natur belassen. Zur wachsenden Zahl elektronischer Kleinstgeräte wird auch die patientennahe Labordiagnostik («Point of Care Testing») beitragen, die derzeit boomt. Kleine Testgeräte für den Einsatz am Krankenbett oder Selbsttestgeräte für Diabetiker zählen etwa dazu. Auch für solche Anwendungen könnte sich der kompostierbare Zellulose-Kondensator gut eignen, ist Gustav Nyström überzeugt.

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Material ist nicht nur ein umweltfreundlicher, nachwachsender Rohstoff, sondern durch seine innere Chemie äusserst vielseitig einsetzbar. «Das Projekt eines kompostierbaren Stromspeichers lag mir schon lange am Herzen», so Nyström. «Wir haben uns mit unserem Projekt ‹Printed Paper Batteries› um Empa-interne Forschungsgelder beworben und konnten dann mit diesen Mitteln unsere Aktivitäten starten. Nun haben wir ein erstes Ziel erreicht.»

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UMWELT

Energiespeicher

Die Sonne im Boden speichern Im Winterhalbjahr fällt in unseren Breiten zu wenig erneuerbare Energie an, um die kalte Jahreszeit zu überbrücken. Die Forschung an saisonalen Speicher- und Umwandlungstechnologien läuft deshalb auf Hochtouren. Die Empa ist an einem internationalen Forschungsprojekt beteiligt, das eine unkonventionelle Lösung ins Auge fasst: Erneuerbarer Wasserstoff und Kohlendioxid werden zusammen in den Boden gepumpt, wo natürlich vorkommende Mikroorganismen die beiden Stoffe in Methan umwandeln.

«Underground Sun Conversion»: Die vom österreichischen Energieunternehmen RAG Austria AG patentierte Technologie mit dem spannenden Namen bietet einen Weg, um erneuerbare Energie saisonal und in grossem Massstab zu speichern und ganzjährig verfügbar zu machen. Im Sommer wird dabei überschüssige erneuerbare Energie – beispielsweise Solarstrom – in Wasserstoff (H2) umgewandelt. Dieser wird dann zusammen mit Kohlendioxid (CO2) in natürlichen Untergrundspeichern – zum Beispiel ehemaligen Erdgaslagerstätten – in über 1000 Metern Tiefe eingelagert. Dort kommen dann die kleinen Helferchen ins Spiel: Mikroorganismen aus der Urzeit, sogenannte Archaeen, wandeln über ihren Stoffwechsel Wasserstoff und CO2 zu erneuerbarem Methan (CH4) um. Archaeen sind auf der ganzen Welt verbreitet, vorwiegend in anaeroben, also sauerstoffarmen Umgebungen, und sie waren vor Millionen von Jahren bereits für die Umwandlung von Biomasse in Erdgas verantwortlich. Durch die Zuführung von Wasserstoff und CO2 in geeignete poröse Sandsteinlagerstätten wird dieser Prozess quasi von neuem gestartet. Das dort unten «hergestellte» Methan kann dann im Winter den Speichern wieder entzogen und als CO2 -neutrales Erdgas vielfältig genutzt werden.

Die Suche nach geeigneten Standorten Zur Weiterentwicklung der Technologie haben sich nun österreichische und Schwei-

Empa, Dübendorf

Bild: R AG

Stephan Kälin 1

Kohlenstoff-Kreislauf: Das Treibhausgas CO 2 wird im Boden in Methan verwandelt. So entsteht «klimaneutrales Erdgas».

zer Energieunternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen. In einem vom europäischen Forschungsrahmenprogramm ERA-Net und hierzulande vom Bundesamt für Energie (BFE) geförderten Projekt werden in den nächsten zwei Jahren die technischen und wirtschaftlichen Potenziale in der Schweiz und Österreich ausgelotet. In der Schweiz sind das Energieunternehmen Energie 360°, die Empa, die Universität Bern und die Ostschweizer Fachhochschule OST daran beteiligt. Die Empa entwickelt dabei eine Perspektive auf das gesamte Energiesystem: «Wir schauen uns an, wann und wo Überschussstrom anfällt, wo geeignete CO2 -Quellen wären und wo letztlich auch

die Nachfrage nach erneuerbarem Erdgas vorhanden ist», erklärt Martin Rüdisüli von der Empa-Abteilung «Urban Energy Systems». Zusammen mit den geologischen Voraussetzungen, die von der Universität Bern untersucht werden, und den ökonomischen Randbedingungen, die von der OST erarbeitet werden, soll daraus eine Landkarte mit möglichen Standorten für die Anwendung der «Underground Sun Conversion»-Technologie entstehen. Martin Rüdisüli hält die Technologie für vielversprechend. Insbesondere deshalb, weil sie neben der biologischen Methanisierung auch gleich eine Antwort auf das saisonale Speicherproblem liefert: «Auch bei einem grossen Anstieg der Methangasproduktion 9/2021

UMWELT LASER SPECTROSCOPY MICROPOSITIONING

Bild: Karin Lohberger/R AG

Spectroscopy

Pilotprojekt: Die Anlage der RAG Austria pumpt Wasserstoff in die Erde.

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bräuchte es dank der natürlichen Speicher im Erdinnern keinen Ausbau der oberirdischen Speicherinfrastruktur», sagt er.

Lasers

Auf dem Weg zur Dekarbonisierung Die Volatilität der erneuerbaren Energiequellen stellt eine der grossen Herausforderung der Energiewende dar. Im Winter haben wir grundsätzlich zu wenig erneuerbaren Strom, im Sommer zu viel. In einer früheren Studie zum Potenzial der «Power-to-Gas»Technologie – also der Umwandlung von erneuerbarem Strom in chemische Energieträger wie Wasserstoff oder Methan – Rüdisüli prognostizierte einen Überschuss von gut 10 TWh Solarstrom in der Schweiz in den nächsten Jahrzehnten – vorausgesetzt ein Grossteil der geeigneten Dachflächen würde mit Photovoltaik ausgebaut, was wiederum nötig ist, wenn damit der wegfallende Atomstrom ersetzt werden soll. Wandelt man den Überschussstrom im Sommer in Methan um, liessen sich damit rund eine Million Gasfahrzeuge ganzjährig erneuerbar betreiben. «Die Umwandlung von erneuerbarer Elektrizität in saisonal speicherbare Energieträger ist ein wichtiger Pfeiler eines dekarbonisierten Energiesystems», so Rüdisüli. Resultate dieser früheren «Power-toGas»-Studie dienen auch als Grundlage für das laufende Projekt und werden dort nun entsprechend der techno-ökonomischen Randbedingungen der «Underground Sun Conversion»-Technologie verfeinert.

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VERFAHRENSTECHNIK

Bei industriellen Adsorptionsprozessen Geld und Energie sparen

Aktivkohle und Co. effizient nutzen Extraktion von Gasmolekülen aus einem Gasgemisch und deren Anlagerung an einem Feststoff ist ein Prozess, der in vielen Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Für diese Adsorptionsprozesse werden oft technische Systeme eingesetzt, die für ihre Aufgabe überdimensioniert sind. Das führt zu einem unnötig hohen Verbrauch von Adsorptionsmaterialien, Investitionsmitteln und Energie. Um dies zu vermeiden, haben Forschende der Hochschule Luzern ein Modell und einen zugehörigen Leitfaden entwickelt.

Sei es die Reinigung der Luft eines Lackierwerks von Lösungsmitteln, sei es die Trocknung von Gasgemischen im Werk eines Kryoflüssigkeiten-Herstellers, sei es die Entfernung von Ammoniak aus der Luft eines Viehzuchtbetriebs: In diesen und vielen weiteren Prozessen wird aus einem Gasgemisch ein Stoff mittels Adsorption entfernt. Der Stoff lagert sich dabei an einen Feststoff (Adsorbens) an und wird später von diesem in konzentrierter Form abgetrennt und entsorgt bzw. weiterverwendet. Nicht nur in der Industrie leisten Adsorptionsverfahren wertvolle Dienste, sondern auch in der Gebäudetechnik: In Klimaanlagen wird das Verfahren eingesetzt, um die Luft zu entfeuchten und Geruchsstoffe zu entfernen. Ähnlich in der Dunstabzugshaube: Hier bindet ein Aktivkohlefilter die Küchengerüche. Adsorptionsprozesse haben ein breites Einsatzfeld in der chemischen Industrie, etwa bei der Trennung von Gasgemischen in Raffinerien oder der Gewinnung von Stickstoff und Sauerstoff, aber auch in der Lebensmittelindustrie. Von grosser Bedeutung ist die Adsorption von Gasen auch in der Umwelt- und Energietechnik. Ein Beispiel ist die Abtrennung von CO2 zur Veredelung von Rohbiogas oder die Entfernung von Dioxinen oder Quecksilber aus Abgasen. Ein relativ neues Verfahren ist die Abscheidung von CO2 aus der Luft, um so dem Klimawandel entgegenzuwirken. Das hierbei gewonnene Kohlendioxid wird beispielsweise von der Chemischen IndusFreier Journalist im Auftrag des Bundesa mts für Energie (BFE)

Bild: Julia Dunlop/Climeworks

Dr. Benedikt Vogel 1

Adsorptionsprozesse spielen in der Industrie seit langem eine wichtige Rolle. Ein jüngeres Anwendungsbeispiel ist das Verfahren zur CO 2 -Abscheidung aus der Atmosphäre, wie es die Zürcher Firma Climeworks anbietet.

trie anstelle von «technischem CO2» eingesetzt, das bisher eigens produziert werden musste.

Anlagen richtig dimensionieren Obwohl Adsorber in der Industrie seit langem weit verbreitet sind, besteht bei ihrem

Einsatz häufig ein erhebliches Verbesserungspotenzial. «Heute werden oft Adsorber eingesetzt, die für ihre Aufgabe überdimensioniert sind und sehr hohe Sicherheitsmargen aufweisen. Das verursacht nicht nur übermässige Investitionskosten, sondern verschlingt im Betrieb auch unnötig viel Energie», sagt Prof. Mirko Kleingries, ausgebildeter Maschinenbauer mit

Die Qual der Wahl Um bestimmte Stoffe aus einem Gasgemisch zu adsorbieren, stehen heute abertausende Adsorptionsmaterialien («Adsorbentien») zur Verfügung. Diese lassen sich nach ihren Grundstoffen gruppieren in kohlenstoffhaltige Adsorbentien (z.B. Aktivkohle), oxidische Adsorbentien (z.B. Zeolithe oder Silicagel) und Polymeradsorbentien. All diese Adsorptionsmaterialien haben unterschiedliche Eigenschaften und werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Neben der grossen Verbreitung in industriellen Prozessen kommen Adsorptionsmaterialien auch in Haushalten zum Einsatz. So nutzen Dampfabzugshauben in Küchen in der Regel Aktivkohle, um unerwünschte Düfte aus der Abluft zu entfernen. Ein anderer Anwendungsfall sind Päckchen mit kleinen Kügelchen, wie sie oft Verpackungen beigelegt sind. Die Silicagel-Kügelchen sorgen für die Trocknung der Luft und verhindern so die Beeinträchtigung der verpackten Waren durch Feuchtigkeit. BV

9/2021

Grafik: Leitfaden EESP Grafik: Leitfaden EESP

Schematische Darstellung eines Adsorptionsprozesses aus der Gasphase: Das Gasgemisch besteht aus zwei Molekülarten (helle und dunkle Kugeln). Das eine Molekül wird von den Oberflächenstrukturen des Adsorbens aufgenommen.

Aufgabenstellung

Übersicht über die Aufgabenstellung schaffen

Ist-Analyse

Übersicht über die bestehende Infrastruktur schaffen, Prozessrandbedingungen erfassen, verfügbare Energien (Elektrizität, Abwärme etc.) erfassen

III

Zielfunktionen

Definition einer oder mehrerer gewichteter Zielfunktionen

Sorbensauswahl

Auswahl des Sorbens auf Basis von Literatur, Herstellerangaben, Auslegungsrichtlinien

Prozessdefinition

Definition der Prozessführung, Adsorberbauart, Desorptionsverfahren etc.

Modellerstellung

Erstellen eines mathematischen Modells, vorzugsweise mit 1DBasismodul aus SYSKON

VII

Modellvalidierung

Modellvalidierung anhand eines Referenzfalls, ggf. Durchführen von experimentellen Untersuchungen

VIII

Sensitivitätsanalyse

Bestimmen der einflussreichen Parameter mithilfe einer automatisierten Sensitivitätsanalyse

Optimierung

Durchführen von Parameterstudien, um Zielkonflikte bestmöglich zu lösen

Feinauslegung

Feinauslegung der Anlage, wiederum möglich mit 1D-Basismodul

Um Adsorptionsprozesse aus der Gasphase optimal auszulegen, haben die HSLU-Forscher einen Leitfaden mit zehn Schritten entwickelt.

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VERFAHRENSTECHNIK

Energieaufteilung Gasreinigung

Energieaufteilung Produktgewinnung

< 1%

27%

21%

73%

Heizung (66 kWh) Ventilator Adsorption (176 kWh) Ventilator Desorption (0.66 kWh)

34%

Heizwasser (242 kWh) Dampf (208 kWh) Ventilator (131 kWh) Vakuumpumpe (35 kWh)

Zwei wichtige Anwendungsfelder der Adsorptionsprozesse sind die Reinigung von unerwünschten Gasen aus Gasgemischen und die Gewinnung eines Stoffs aus einem Gasgemisch. Die Grafiken zeigen die Energieaufteilung für Beispiele zu den beiden Prozesstypen: In Fall der Gasreinigung entfallen rund drei Viertel der Energie auf die Stromversorgung des Ventilators, der das Gasgemisch durch den Adsorber befördert. Rund ein Viertel der Energie wird für die Erhitzung der Desorptionsluft benötigt, welche die am Adsorber anhaftenden Stoffmoleküle löst. Ganz anders verteilt sich der Energiebedarf beim Beispiel aus der Produktgewinnung: Hier wird viel Wärmeenergie für die Produktion von Heizwasser und Dampf benötigt, nur knapp ein Viertel für den elektrischen Antrieb des Ventilators. Die Unterschiede beim Energiebedarf haben zur Folge, dass beide Anwendungen unterschiedliche Effizienzmassnahmen erfordern.

Industrieerfahrung, der heute das Kompetenzzentrum «Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik» an der Hochschule Luzern – Technik & Architektur leitet. Kleingries ist Teil eines Forscherteams, das seit Jahren Sorptionsprozesse mit Blick auf ihre Anwendungs- und Optimierungsmöglichkeiten untersucht. So entstand bereits in den Jahren 2014 bis 2016 die vom Bundesamt für Energie (BFE) geförderte Studie «Technische Sorptionsprozesse für energetische Anwendungen» (Tsea). Die Untersuchung fand bei Sorptionsprozessen ein erhebliches energetisches Sparpotenzial, das zu den Einsparungen der Energiestrategie 2050 im Bereich Indus trielle Prozesse beitragen kann.

Leitfaden erlaubt strukturierte Planung Vor diesem Hintergrund haben die Forscher um Mirko Kleingries in den vergangenen Jahren nach Wegen gesucht, dieses Einsparpotenzial zu realisieren. Im BFEProjekt Syskon entwickelten sie ein mathematisch-physikalisches Modell zur Beschreibung von Adsorptionsprozessen, bei denen aus einem Gasgemisch ein Stoff an einem Festkörper angelagert wird. Im jüngsten Projekt mit dem Namen EESP (für: «Empfehlungen zum Energieeffizienten Einsatz von Adsorptionsprozessen aus der Gasphase») entwickelten sie einen Leitfaden, mit dem Chemie- und Verfah42

rensingenieure Adsorptionsanlagen planen und korrekt dimensionieren können. Die Auslegung von Adsorptionsprozessen ist komplex, da eine Vielzahl von Einflussgrössen zu berücksichtigen ist. «Wir wollen mit unserem Leitfaden eine strukturierte Vorgehensweise anbieten, um eine optimale Konzeption von Anlagen zu ermöglichen», sagt Kleingries. Der Leitfaden umfasst zehn Schritte. Dazu gehört die Festlegung der (z.B. ökonomischen oder energetischen) Ziele, die mit dem jeweiligen Adsorptionsprozess erreicht werden sollen, aber auch aufeinander aufbauende Schritte zur technischen Umsetzung.

Robust und ausreichend genau Ein zentraler Schritt besteht in der Erstellung eines mathematisch-physikalischen Modells, das den Adsorptionsprozess quantitativ beschreibt. Hierfür kann ein Software-Werkzeug herangezogen werden, das die Wissenschaftler im Vorläuferprojekt Syskon entwickelt hatten. «Das Modell erfasst alle relevanten Wechselwirkungen des Adsorptionsprozesses ausreichend genau, zugleich ist das Modell schnell und robust», sagt Prof. Dr. Ulf Christian Müller, der am Kompetenzzentrum im Bereich Fluidmechanik und Thermodynamik an der Hochschule Luzern (HSLU) unterrichtet. «Gegenüber auf dem Markt verfügbaren Tools, die oft sehr ausgefeilt und unflexibel sind, lässt

sich unser Werkzeug dank seines modularen Aufbaus mit relativ wenig Aufwand auf eine grosse Palette von Anwendungsfällen anpassen», so Müller. Das Modell kann nach der Validierung für die Sensitivitätsanalyse und die Optimierung des vorliegenden Adsorptionsprozesses herangezogen werden. Einzig für die Feinauslegung der Anlage, dem letzten der zehn Schritte des Leitfadens, ist das Modell nicht konzipiert. «Wer unseren Leitfaden befolgt, vermeidet eine Überdimensionierung seiner Adsorptionsanlage und entgeht so einer Gefahr, wie wir sie in der Praxis oft beobachtet haben», sagt Müller. Gestützt auf zwei praxisnahe Beispiele schätzt Müller die energetischen Einsparungen durch korrekte Dimensionierung auf 25 bis 30 Prozent. Dass solche Effizienzsteigerungen auch praktisch umsetzbar sind, wollen die Wissenschaftler der HSLU künftig mit Anwendungen ihres Modellierungs-Werkzeugs in der industriellen Praxis zeigen.

Kontakt Dr. Carina Alles BFE-Forschungsprogramm Industrielle Prozesse carina.alles@bfe.admin.ch www.bfe.admin.ch

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Grafiken: Schlussbericht EESP

39%

Bilder: Ve ga

VERFAHRENSTECHNIK

ACS Dobfar produziert qualitativ hochwertige pharmazeutische Zwischenprodukte, aktive pharmazeutische Wirkstoffe (APIs) und Fertigarzneimittel.

Sensoren meistern komplexe Aufgaben in der Pharma-Produktion

Zuverlässige Begleiter In regulierten Industrien bleibt in der Regel nicht viel Zeit, sich um einzelne Komponenten zu kümmern. Vielmehr ist es wichtig, dass sich Anlagenfahrer auf die Messwerte verlassen können und die Messgeräte über viele Jahre zuverlässig funktionieren. Ein italienischer Pharmahersteller setzt daher in der Druck- und Füllstandmessung ausschliesslich auf Vega-Sensoren.

An pharmazeutische Produkte werden bei Sicherheit und Qualität hohe Anforderungen gestellt. Gleichzeitig ist jedoch meist auch eine ganze Reihe an schwierigen verfahrenstechnischen Schritten zu bewältigen. Häufig finden die Prozesse im explosionsgefährdeten Umfeld statt oder es müssen hohe Umweltauflagen berücksichtigt werden. Auch beim italienischen Unternehmen ACS Dobfar ist man sich dieser Verantwortung bewusst. ACS Dobfar, ein italienisches privat geführtes, chemischpharmazeutisches Unternehmen mit Hauptsitz in Tribiano, ungefähr zehn Kilometer östlich von Mailand, produziert qualitativ hochwertige pharmazeutische Zwischenprodukte, aktive pharmazeutische Wirkstoffe (APIs) und Fertigarzneimittel. Kerngeschäft des Unternehmens ist die Herstellung von Wirkstoffen und Antibiotika, wie Cephalosporine, Penicilline und Carbapeneme.

Füllstand und Druck Die Herstellungsprozesse sind hochkomplex. Viele Sensoren überwachen daher 9/2021

die Produktion. In den Lagertanks und Reaktoren sind es vor allem Parameter wie Füllstand und Druck, die von Interesse sind. Auf Vega aufmerksam wurde die Firma durch das positive Feedback im Markt. Heute ist sie mehr denn je von der hohen Qualität der Produkte überzeugt. Für die neuen Anlagen fiel die Wahl von ACS Dobfar auf die Sensoren des Messgerätespezialisten aus Schiltach, die nach und nach die Altgeräte ersetzten. «Wir haben hauptsächlich viele Füllstandmessgeräte der Serien Vegapuls und Vegaflex an den Rohstoff- und Abwassertanks. Seit der Markteinführung des Vegapuls 64 im Jahr 2016 setzen wir diesen zudem verstärkt in den Reaktoren ein», nennt Lino Brucoli, verantwortlich für die Anlagenautomatisierung bei ACS Dobfar, die Haupteinsatzgebiete der Radarfüllstandsensoren. «Wir setzen seit Jahren in zahlreichen Prozessen erfolgreich Sensoren von Vega ein. Die Voraussetzungen sind gegeben, damit dies auch weiterhin so bleibt.» Auch die Druckmessung ist in diesem italienischen Werk stark vertreten, beispielsweise in den Zuführleitungen der fertigen Produkte in

Hauptsitz von ACS Dobfar in Tribiano bei Mailand.

die Lagertanks. Der Vegabar 82 wird zudem zur Steuerung der Produktionsprozesse eingesetzt sowie zur Überwachung des Stickstoffs in der Inertisierung. In einigen Prozessbereichen, vor allem beim Einsatz von hochaggressiven Substanzen, kommt der Vegabar 82 mit PVDF-Prozessanschluss, FFKM-Dichtungen und Keramikmembranen zum Einsatz. Die Anwendungen reichen von Messungen unter Vakuum bis zu einem Überdruck von bis zu 15 bar. 43

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Vega-Sensoren sind seit mehr als zehn Jahren fester Bestandteil der Produktion bei ACS Dobfar.

Schwierige Bedingungen in den Tanks Auf den Hauptlagertanks, die eine Höhe von 8 bis 15 m und einen Durchmesser von ungefähr 2 bis 3 m aufweisen, sind eine ganze Reihe an Füllstandsensoren von Vega eingebaut. Dort kontrollieren und steuern sie die unterschiedlichsten Produktmengen. In den Tanks werden neben den Rohstoffen auch Lösemittel und Säuren gelagert. «Wir stellen gleich mehrere Anforderungen an die Geräte. Vor allem müssen alle installierten Sensoren eine Atex-Zulassung vorweisen. Erst kürzlich haben wir auch damit begonnen, die Druckmessgeräte nach SIL zu standardisieren», erklärt Brucoli. «Von Prozessseite aus stehen die meisten der in unseren Anlagen auftretenden Probleme in Zusammenhang mit hohen Temperaturen, Kondensation und gasförmigen Dämpfen, die von den chemisch aggressiven Medien ausgehen.» Zudem kommt es häufig zur Kristallisation und zu Schmutzablagerungen an der Radarantenne. Aber auch die Behälter und Reaktoren zeigen sich nicht von ihrer besten Seite, wenn es darum geht, eine exakte Füllstandmessung zu erhalten. Oft erschweren die Grösse der Tanks, ihre geometrischen Formen und Aspekte, die mit dem Installationspunkt und der Mechanik im Allgemeinen zusammenhängen, den Einsatz der Füllstandsensoren. Gleichzeitig gibt es in einigen Reaktoren und Mischern bewegte Oberflächen. Dennoch haben es ACS Dobfar und Vega immer wieder gemeinsam geschafft, trotz der widrigen Messbedingungen, am Ende zuverlässige und genaue Messwerte zu erhalten.

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Eine besondere Rolle übernimmt ein Vega-Sensor in einem der Tanks für die Lagerung von Abwasser. Dieses enthält einen grossen Anteil an chemischen Substanzen. «Die Entsorgung des Abwassers ist kostspielig. Deshalb haben wir ein sehr grosses Interesse daran, vorhandenes Wasser von anderen Substanzen zu trennen. Durch die Abscheidung des Wassers von den anderen chemischen Substanzen lässt sich das Abwasser direkt in unserer Kläranlage aufbereiten und entsorgen, während die anderen chemischen Substanzen von Fachentsorgungsbetrieben aufbereitet werden», erklärt Brucoli. «Hierzu haben wir nachstehende Eigenschaften der im Tank gelagerten Fluide genutzt: Das unterschiedlich spezifische Gewicht von Wasser und den anderen Substanzen ermöglicht die physische Abscheidung; das Wasser siedelt

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VERFAHRENSTECHNIK

sich im oberen Bereich des Tanks an, während die andere Substanz nach unten sinkt. Es besitzt eine wesentlich höhere Leitfähigkeit als die jeweilige andere Substanz. Wir verwenden den kapazitiven Sensor Vegacal 63, der an der Abflussleitung des betreffenden Lagertanks sitzt. Mit dem Vegacal 63 lassen sich die beiden Medien anhand der unterschiedlichen Leitfähigkeiten der Fluide unterscheiden. So ist es möglich, lediglich die chemische Substanz aus dem Behälter abzulassen. Kommt die Stabmesssonde in Kontakt mit der Wasserphase, erkennt der kapazitive Sensor über die deutlich höhere Leitfähigkeit, dass die chemische Substanz vollends dem Behälter entnommen wurde. Dank der zuverlässigen und sensitiven Messung wird der Ablaufprozess sofort gestoppt. Auf diese Weise wird die chemische Substanz dem Tankcontainer zugeleitet, der für die Beförderung an den Bestimmungsort ausgelegt ist, während das Wasser der Kläranlage von ACS Dobfar zugeleitet wird. Somit haben wir den Arbeitszyklus und die Entsorgungskosten optimiert», zeigt sich Brucoli zufrieden.

Die Messresultate bestätigten sich dann im Laufe der Anwendung, so dass der Vegapuls 64 zur festen Grösse bei ACS Dobfar wurde. Ein weiterer Grund für Brucoli beim Erproben neuer Messtechnologien Vega treu zu bleiben, ist die Begleitung durch den Vega-Techniker. «Wir sind im pharmazeutischen Bereich tätig, wo jederzeit Kontrollen und Qualitätssicherungsmassnahmen durchgeführt werden. Dieser Grundgedanke ist fest bei uns verankert und findet sich natürlich auch in den verwendeten Komponenten wieder», so Lino

Brucoli und nennt abschliessend einen weiteren Grund für Vega. «Selbst, wenn mal ein Gerät defekt oder eine Messsituation schwierig sein sollte, ist Vega immer schnell vor Ort, um das Problem zu lösen.» Kontakt Vega Messtechnik AG Barzloostrasse 2 CH-8330 Pfäffikon ZH info.ch@vega.com www.vega.com

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Zusammenfassung und Ausblick Seit einigen Jahren setzt ACS Dobfar ausschliesslich auf Sensoren von Vega. «In den letzten Jahren wurden die Prozesse immer komplexer und damit auch die Messungen sehr schwierig. Manchmal, etwa in Reaktoren oder in Anwendungen mit bewegten Oberflächen, war es sogar unmöglich, ein sauberes Messsignal zu erhalten. Aber Vega gibt niemals auf und hat uns in allen Fragestellungen stets unterstützt», macht Brucoli deutlich. Mit der Entwicklung des Vegapuls 64 sind einige der Messanwendungen zudem erheblich leichter geworden. «Der Vegapuls 64 ist ein echter Gewinn für schwierige Aufgaben», bestätigt Brucoli. Aufgrund seiner höheren Frequenz werden eine bessere Fokussierung und ein grösserer Dynamikbereich erreicht. So ist eine deutlich zuverlässigere Messung, selbst bei schwierigen Umgebungen, wie bewegten Oberflächen im Reaktor, möglich. «Wir haben die VegaSensoren zunächst probehalber installiert. Die Ergebnisse waren vielversprechend», berichtet Brucoli über seine Erfahrungen. 9/2021

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MANAGEMENT

Arbeitsrecht in der Schweiz

Was im Homeoffice gilt – und was nicht Flexible Arbeitsformen gewinnen in der digitalisierten Arbeitswelt immer mehr an Bedeutung. Dies nicht zuletzt auch aufgrund der Corona-Pandemie. Die Telearbeit stellt jedoch ganz neue juristische Probleme und wirft Fragen auf. Arbeitsrechtlerin Isabelle Wildhaber von der Universität St.Gallen (HSG) bringt Klarheit: Mit einem neuen Handbuch bietet sie Orientierung rund um das Thema Homeoffice in der Schweiz.

Annkathrin Heidenreich 1 «Die Digitalisierung flexibilisiert die Arbeitswelt. Eigentlich aber löst die Digitalisierung mehr Probleme, als sie schafft», sagt Prof. Dr. Isabelle Wildhaber, Expertin für Arbeitsrecht an der Universität St.Gallen (HSG). Sie ist Professorin für Privatund Wirtschaftsrecht am Forschungsinstitut für Arbeit und Arbeitswelten und hat sich im Jahr der Corona-Pandemie intensiv mit den rechtlichen Besonderheiten des Homeoffice auseinandergesetzt.

«Im Homeoffice gilt: Vertrauen ist wichtiger als Kontrolle», sagt Isabelle Wildhaber. Eigenverantwortung und Vertrauen spielen im Homeoffice eine grössere Rolle als im Normalfall mit regulären Präsenzzeiten am Arbeitsplatz. «Arbeitgeber fahren besser, wenn sie den Mitarbeitenden Vertrauen

Universität St.Gallen (HSG)

Bild: Shutterstock

Vertrauen ist wichtiger als Kontrolle

Auch die Arbeitszeitvorschriften müssen laut Arbeitsrechtlerin Isabelle Wildhaber im Homeoffice eingehalten werden: In der Schweiz brauche es beispielsweise Sondergenehmigungen für Arbeit nachts und an Feiertagen, sagt sie.

schenken, anstatt Prozesse zu kontrollieren, zumal die Kontrolle im Homeoffice schwierig ist», sagt Wildhaber. Umso mehr gelte das in Krisenzeiten, erläutert die Expertin: «Während Krisenzeiten wie der Corona-Pandemie ist im Homeoffice die Treuepflicht der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer höher einzustufen als im Normalfall.» Zugleich hätten Arbeitgeber während Krisenzeiten eine höhere Fürsorgepflicht gegenüber ihren Arbeitnehmern. «Da es während der Pandemie viele juristische Grauzonen gab und gibt, ist es am sinnvollsten, das Gespräch zu suchen.»

Gesundheitsschutz und Arbeitszeiten Ein wichtiger Faktor im Homeoffice ist der Gesundheitsschutz: Dieser muss auch im 46

Homeoffice gewährleistet sein, sonst haftet der Arbeitgeber. «Dies ist vielen Arbeitgebern und Arbeitnehmerinnen nicht so bewusst. Auch die Arbeitszeitvorschriften müssen im Homeoffice eingehalten werden: In der Schweiz braucht es beispielsweise Sondergenehmigungen für Arbeit nachts und an Feiertagen». Homeoffice bedeute also Arbeiten zu vereinbarten Zeiten von zu Hause aus und gerade nicht: Jederzeit arbeiten, egal wann und egal wie, wie es manche im Kontext von «New Work» begreifen, betont die Expertin. «Alle am Arbeitsprozess Beteiligten sind an geltendes Arbeitsrecht gebunden, auch bei Homeoffice und auch zu Krisenzeiten. Dies vor allem zum Schutz der Arbeitnehmenden.» Mitarbeitende sind mitverantwortlich für eine ergonomische Arbeitshaltung und die Einhaltung der Arbeitszeitvorschriften, 9/2021

MANAGEMENT

im Konfliktfall hafte jedoch der Arbeitgeber. Ein weiterer interessanter Aspekt ist für die Arbeitsrechtlerin das in der Schweiz geltende Verbot von Überwachungsmethoden und Spyware in Arbeitscomputern. Das Schweizerische Arbeitsrecht sieht auch nicht vor, dass Mitarbeitende zu Hause puncto Gesundheitsschutz und Ergonomie kontrolliert werden dürfen. In Deutschland werde dieses Zugangsrecht des Arbeitgebers zum Homeoffice hingegen manchmal vertraglich vorgesehen, erläutert Wildhaber. Auch während der Pandemie seien Kontrollen bei Arbeitnehmern zu Hause im Homeoffice laut der Covid19-Verordnung in der Schweiz nicht vorgesehen gewesen.

Grenzgänger, Versicherungen und Haftung Auch Versicherungsfragen stellen sich im Homeoffice. Insbesondere bei Grenzgängern können sich Probleme mit der Sozialversicherung ergeben. Wie viel Prozent kann ein Grenzgänger im Homeoffice arbeiten, ohne im Land seines Wohnsitzes sozialversicherungspflichtig zu werden? Weiterhin stellt der beispielhafte «Sturz über den Legostein auf dem Weg zur Küche» in der Wohnung eine neue unfall-

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rechtliche Herausforderung beim Homeoffice dar. Ist das ein Berufsunfall? Und Arbeitsstress ist ein wichtiger Punkt: Der Arbeitgeber ist letztlich verantwortlich für den durch Arbeitsbelastung erzeugten Stress, sollte es zu Gesundheitsproblemen kommen. Auch dazu gibt das HomeofficeHandbuch Auskunft und bietet eine Wegleitung für unterschiedliche Fälle.

Homeoffice-Reglement in Betrieben Unternehmen sollten gerade jetzt, nach der Lockerung der Covid-19-Massnahmen, unbedingt ein allgemeines HomeofficeReglement erstellen und ihre Mitarbeitenden damit vertraut machen, rät Isabelle Wildhaber. So werde auch die Selbstermächtigung und das Mitwirkungsrecht der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer im Betrieb gestärkt. «Informieren und anleiten halte ich für den besten Führungsstil in Sachen Homeoffice», sagt die Arbeitsrechtlerin. «Viel Kontrolle führt in den meisten Fällen zu Ineffizienz und demotiviert Mitarbeitende.» Zugleich halte sie es auch für wichtig, Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmern seitens des Personalmanagements aufzuzeigen, dass die Zeitsouveränität im Schweizerischen Arbeitsrecht

Grenzen kenne. «Gleitzeit und Arbeitszeiten sind einzuhalten, dies gilt gleichsam für das Personal wie für die Betriebsleitung. Auch flexible Arbeitszeitmodelle müssen sich an das geltende Arbeitsrecht halten.», sagt Wildhaber.

Ein Leitfaden für die Praxis Das Handbuch behandelt in sieben Kapiteln die verschiedensten rechtlichen Aspekte des Homeoffice: Einführung und Beendigung (inkl. Anspruch und Pflicht), Kostentragung, Gesundheitsschutz und Arbeitszeitvorschriften, Haftung und Versicherung, Datenschutz und Datensicherheit, Steuern sowie grenzüberschreitende Sachverhalte. Damit bietet es den Nutzerinnen und Nutzern eine übersichtliche Darstellung der praxisrelevanten Problemfelder. Die einzelnen Kapitel sind jeweils von ausgewiesenen Expertinnen und Experten im entsprechenden Rechtsgebiet verfasst. Das neue Werk mit dem Titel «Homeoffice Handbuch» von Prof. Dr. Isabelle Wildhaber ist am 2. Juli 2021 im Dike-Verlag erschienen. Quelle: Universität St.Gallen www.hsg.ch

VERBANDSSEITE

■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509 CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch

■ Präsident Kurt Bächtold Bodenackerstrasse 15F CH-4334 Sisseln praesident@cp-technologe.ch

■ Höhere Fachprüfung ■ Termine Chemietechnologe Alle Termine online Siegfried AG, Daniel Müller anschauen: Untere Brühlstrasse 4 www.cp-technologe.ch CH-4800 Zofingen weiterbildung@cp-technologe.ch

ZENTRALVORSTAND BKA – Die Krux mit den Abkürzungen auf Stufe höherer Berufsbildung Abkürzungen sind nicht immer einfach zu verstehen und einzuordnen. Darum hier der Versuch ein bisschen Licht ins Dunkle zu bringen – aber was um Himmels Willen heisst BKA? Wenn man sich nicht gerade wöchentlich mit der Erarbeitung eines neuen Abschlusses befasst, so sind Abkürzungen nicht immer einfach zu verstehen. An dieser Stelle möchte die QSK – die Erklärung dieser Abkürzung ist weiter unten zu lesen – der Leserschaft diese Abkürzungen erklären.

VHBCP: Der Verein für die höherer Berufsbildung der Chemie und Pharmaberufe ist zuständig für die beiden Weiterbildungen BP und HFPC. Zweck ist die Sicherstellung eines qualitativ hochstehenden Angebots auf Stufe Höhere Berufsbildung im Berufsfeld der chemisch/pharmazeutischen und biotechnologischen Produktion. Er gewährleistet die rechtliche Trägerschaft und die Durchführung der Abschlussprüfungen im Bereich Höhere Berufsbil48

dung gemäss der vom SBFI genehmigten POs, samt ergänzenden Regelungen. Der Verein bezweckt die Positionierung sowie Bekanntmachung der Prüfungen. Mit dem Ziel der Qualitätssicherung und -entwicklung unterhält er die notwendigen Kontakte zu Fachverbänden, Ausbildungsanbietern und dem Berufsfeld. Der VHBCP verfolgt keine kommerziellen Zwecke und erstrebt keinen Gewinn. Trägerorganisationen sind scienceindustries und der SCV.

HFP: Die höhere Fachprüfung zum/r Chemie- und Pharmaproduktionsleiter/in löste den Lehrgang zum/r dipl. Chemietechnologe/ in ab welcher 2003 seine Premiere feierte. Bei diesem neuen Lehrgang wird nach 3 Semestern und 6 erfolgreich bestandenen Modulen eine Diplomarbeit abgelegt. Der entsprechende Abschluss «Chemie- und Pharmaproduktionsleiter/in mit eidg. Diplom» ist die höchste Ausbildung auf Stufe höhere Berufsbildung.

BP: Die Berufsprüfung ist eine neue Weiterbildung zum/r Chemieund Pharmatechniker/in. Der alte Lehrgang dipl. Chemietechnologe/-technologin beinhaltete als Zwischenabschluss den «Prozessfachmann SCV» welcher durch diese BP nun abgelöst wird. Beim neuen Lehrgang wird nach 3 Semestern und 5 erfolgreich bestandenen Modulen eine Berufsprüfung abgelegt. Der entsprechende Abschluss «Chemie- und Pharmatechniker/-in mit eidgenössischem Fachausweis» ist die Voraussetzung für die Weiterbildung zur HFP.

PO: Die Prüfungsordnung stellt den Beruf in einem Berufsbild vor, nennt die Trägerschaft der Prüfungen und die Organisation der Prüfungen. Sie gibt weiters Auskunft über die Ausschreibung, Anmeldung, Zulassung und Kosten der Prüfung sowie der Durchführung der Abschlussprüfungen. Die Beurteilung und Notengebung, Fachausweis, Titel und Verfahren und die Deckung der Prüfungskosten bilden den Abschluss. WL-PO: Die Wegleitung zur Prüfungsordnung richtet sich in erster

Linie an die Kandidatinnen und Kandidaten der eidgenössischen Prüfungen, aber auch an die Prüfungsexpertinnen und -experten und die Anbieter von vorbereitendenden Kursen. Sie enthält sämtliche Informationen, die im Zusammenhang mit einer eidgenössischen Prüfung (Vorbereitung und Durchführung) wichtig sind und vermittelt diese so klar und verständlich wie möglich. Die Wegleitung muss so verfasst sein, dass die eidgenössische Prüfung ohne Besuch eines vorbereitenden Kurses bestanden werden kann. QP: Das Qualifikationsprofil ist ein möglichst prägnantes Abbild des Berufs. Es zeigt auf, über welche Qualifikationen eine Person verfügen muss, um den Beruf auf dem erforderlichen Niveau kompetent auszuüben. Das Qualifikationsprofil beinhaltet drei Bestandteile: – Übersicht der Handlungskompetenzen: Zeigt die Handlungskompetenzen tabellarisch und gruppiert nach Handlungskompetenzbereichen. – Anforderungsniveau (Leistungskriterien): Konkretisiert 9/2021

VERBANDSSEITE

die Anforderungen an die Handlungskompetenzen und ermöglicht die Überprüfung der Handlungskompetenzen. – Berufsbild: Beschreibt den Beruf in kompakter und für Laien verständlicher Form.

QSK: Die Qualitätssicherungskommission ist für beide Stufen (BP und HFP) zuständig und erlässt die Wegleitung zur vorliegenden Prüfungsordnung und aktualisiert sie periodisch. Sie setzt sich zusammen aus 5 Mitgliedern, welche durch den VHBCP gewählt werden. Auch setzt sie die Prüfungsgebühren fest sowie den Zeitpunkt und den Ort der Abschlussprüfung. Das Prüfungsprogramm bestimmt sie ebenso wie die Veranlassung und die Bereitstellung der Prüfungsaufgaben. Schlussendlich führt sie die Abschlussprüfung durch und wählt die Expertinnen und Experten und bildet diese für ihre Aufgaben aus. Auch entscheidet sie über den Einsatz der Experten und setzt sie entscheidet über die Zulassung zur

Abschlussprüfung sowie über einen allfälligen Prüfungsausschluss. In regelmässigen Sitzungen legt sie die Inhalte der Module und Anforderungen der Modulprüfungen fest und überprüft die Modulabschlüsse. Weiters beurteilt sie die Abschlussprüfung und entscheidet über die Erteilung des Fachausweises. Anträge und Beschwerden seitens Teilnehmenden werden ebenso behandelt wie die Veranlassung zur Überarbeitung des Lehrganges mit der Gültigkeitsdauer der Modulabschlüsse. Ferner entscheidet sie über die Anerkennung bzw. Anrechnung anderer Abschlüsse und Leistungen und berichtet den übergeordneten Instanzen und dem Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) über ihre Tätigkeit. Schlussendlich sorgt sie sich für die Qualitätsentwicklung und -sicherung, insbesondere für die regelmässige Aktualisierung des Qualifikationsprofils ent-

sprechend den Bedürfnissen des Arbeitsmarktes. SCV: Der schweizerische Chemieund Pharmaberufe-Verband ist neben der scienceindustries eine der Trägerorganisationen des VHBCP. Der SCV vertritt dabei die Arbeitnehmerseite und ist mit zwei Personen im VHBCP vertreten. BKA: Nein, BKA heisst in unserem Falle nicht Bundeskriminalamt und ist auch nicht der Flughafencode für Moskau. BKA steht scherzhaft für Bitte keine Abkürzungen. Wir hoffen, dass wir mit diesem Artikel die Abkürzungen den Lesern ein bisschen näherbringen konnten. Bei Fragen zu den Zusammenhängen steht der QSK Präsident zur Verfügung.

Marcel Dürr

Bild Lonza

SBFI: Das Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation im Eidgenössischen Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF ist das Kompetenzzentrum des Bundes für national und international ausgerichtete Fragen der Bildungs-, Forschungs- und Innovationspolitik. Das SBFI steht unter der Leitung von Staatssekretärin Martina Hirayama, zählt rund 280 Mitarbeitende und fördert die Bildung, Forschung und Innovation mit jährlich ca. 4,5 Milliarden Franken. Für die höhere Berufsbildung genehmigt es das QP und die PO, stellt die Fachausweise und die

Diplome aus und überwacht die QSK in ihren Aufgaben als oberste Behörde.

Ein Pharmatechnologe überwacht die Produktion des Impfstoffs gegen Covid-19, der Anfang 2021 auf den Markt gekommen ist.

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PRODUKTE

Messeneuheiten an der Ilmac 2021 in Basel CEM als Pionier und Marktführer stellt wieder einige Neuheiten auf der Ilmac-Messe in Basel aus. Aufgrund der abgesagten AnalyticaMesse 2020 werden die neuen Laborgeräte somit erstmalig an der Basler Messe zu sehen sein: – Mikrowellen-Synthesizer Discover 2.0: mit dem umfangreichsten Sortiment an Zubehör (Kamera, 10 – 100 ml Druckgefässe, drucklose Reaktoren, Fliesszellen und Gas- Reaktion) – Mikrowellen-Aufschluss Mini Clave: vereinfacht den Probenaufschluss von der Einwaage bis zur Messung der Elementgehalte – Mikrowellen-/Halogen-Trocknungswaage Smart 6: misst in nur 2 Minuten die Feuchtegehalte – Der schnellste Muffelofen der Welt: Phönix Black, verascht in wenigen Minuten, was sonst viele Stunden dauert

– Fettanalysator Oracle: misst in nur 30 Sekunden den Fettgehalt aller Lebensmittel ganz universell und ohne Kalibration – Lösemittel-Extraktion im Edge: dauert nur wenige Minuten statt vielen Stunden im Soxhlett CEM GmbH D-47475 Kamp-Lintfort info@cem.de www.cem.de Ilmac 2021 Halle 1.0, Stand C 187

Tisch-Spektralphotometer-Serie für mehr Vielfalt licht es Anwendern, eine grössere Vielfalt an Proben zu messen. Das Spectro 1000X (nicht abgebildet) mit seiner nach oben gerichteten Blende ist ideal für flüssige, pastöse, pulverförmige und körnige Proben. Beide Modelle bieten dem Anwender mehr Sicherheit bei der Farbmessung, da die Temperatur der gemessenen Proben erfasst werden kann. Dies ist eine wichtige neue Funktion zur Qualitätskontrolle für alle, die mit Materialien arbeiten, die für eine genaue Farb messung innerhalb bestimmter Temperaturbereiche liegen müssen. Datacolor, ein weltweit führender Anbieter von Farbmanagement lösungen, bringt zwei neue Modelle von äusserst genauen Tisch- Spektralphotometern auf den Markt. Die vertikale Konfiguration des Spectro 700V (abgebildet) ermög-

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Abstrichtests gegen bestimmte Bakterien Die «Rotitest Coliform»-Abstrichtests sind schnelle und einfache Testsysteme zum Nachweis bzw. Ausschluss von Coliformenkontaminationen auf Oberflächen. Sie eignen sich sehr gut zur Hygienekontrolle und zur Minimierung des Kontaminationsrisikos durch Coliforme im Allgemeinen und E. coli im Speziellen. Der Rotitest@Coliform ist auch für Laien leicht und sicher zu handhaben. Mit dem integrierten Wattestäbchen wird die Oberfläche abgestrichen und das Wattestäbchen dann in das sterile Nährmedium eingedrückt. Nach einer Inkubationszeit von 18 bis 24 Stunden bei einer Temperatur von 37 °C zeigt eine deutliche Farbveränderung des Mediums von purpurfarben nach gelb die Anwesenheit von Coliformen und damit die Kontamination der getesteten Oberfläche an. Die Abstrichtests sind zur Prüfung aller Oberflächen geeignet. Der Transport und die Lagerung erfol-

gen bei Raumtemperatur. Eine einfach zu befolgende Gebrauchsanweisung liegt bei. Der Test erlaubt nur Ausschluss bzw. Bestätigung der Coliformenkontamination an sich, nicht aber eine quantitative Aussage über die Stärke der Kontamination. Die Auslieferung erfolgt in Verpackungseinheiten zu 25 Stück im Karton.

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Hochspezialisierte Labor-Kälte- und Kryogeräte

CiK Solutions erweitert ihre Produktpalette um das hochspezialisierte Equipment für den medizinischen und Life-Science-Sektor des international führenden Unternehmens Angelantoni Life Science (ALS). ALS entwickelt und produziert Standard- und Spezialausrüstungen für Forschungszentren, Spitäler, Laboratorien, Akademien sowie die Pharmaindustrie und geniesst

aufgrund ihrer jahrzehntelangen Erfahrung in diesen Branchen und Bereichen einen renommierten Ruf. Das Produktportfolio umfasst medizinische Labor-Kühlschränke und -Gefrierschränke, Schockfroster und Lösungen für die Lagerung bei kryogenen Temperaturen. Die Geräte wurden speziell für die Langzeitkonservierung von biologischen Proben und Reagenzien, Impfstoffen und Medikamenten entwickelt. Angelantoni-Laborgeräte sind ausgerüstet mit moderner elektronischer Steuerung und thermischer Höchstleistung und zählen zu den flexibelsten und zuverlässigsten Geräten auf dem Markt. CiK Solutions GmbH D-76131 Karlsruhe info@cik-solutions.com www.cik-solutions.com

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PRODUKTE

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Neue kristallblaue Repetierpipette Der neue, kristallblaue Stepper 416 ist eine kompakte und zuverlässige Repetierpipette für die Dosierung im Volumenbereich von 10 bis 5000 µl. Der einzigartige 4-FingerAktivierungsmodus verhindert die Ermüdung des Daumens, was eine bessere Kontrolle jedes Pipettierschrittes – unabhängig der Geschwindigkeit – ermöglicht. Die Repetierpipette kann flexibel bei wiederholten Dispensierungen wie Screening-Verfahren, Probenaufteilungen in Kleinstportionen oder Dosierungen von Reagenzien in Fläschchen angewendet werden. Drei Verdrängungsspritzen-Modelle der Marke Ecostep ermöglichen Dosierungen in 53 verschiedenen Volumen und bis zu 73 Aliquoten pro Füllung. Die Spritzen sind normal, non-steril oder steril, als bioproof gekennzeichnet und einzeln verpackt, erhältlich. Sie werden aus PP- und PE-Materialien hergestellt und gewährleisten eine ausge-

Passende farbkodierte Einstellknöpfe verfügen über klar ablesbare Volumenangaben und der korrespondierenden Anzahl Aliquoten. Dank der Farbkodierung von Spritzen und Knöpfen wird das Risiko einer falschen Anwendung ausgeschlossen. Der eingebaute Stopp-Mechanismus des Steppers 416 blockiert automatisch die Dosierung, sobald die verbleibende Flüssigkeitsmenge kleiner ist als das gewünschte Aliquot. Die Repetierpipette funktioniert ohne Batterie oder elektronische Bauteile und zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus. zeichnete chemische Beständigkeit. Die Spritzen sind effizient bei der Verteilung von schäumenden Flüssigkeiten sowie viskosen und hochdichten Reagenzien, und ihre feinen Enden erleichtern die Dosierung in enge Röhrchen.

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Alles für die Nanopartikelanalyse

Bei der BeNano-Serie des Herstellers Bettersize handelt es sich um die neueste Generation von Nanopartikelgrössen- und Zetapotential- Messgeräten. Die Systeme vereinen dynamische Lichtstreuung (DLS), elektrophoretische Lichtstreuung

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(ELS) und statische Lichtstreuung (SLS) und ermöglichen Messungen der Partikelgrösse, des Zetapotenzials und des Molekulargewichts. Die Anwendungsgebiete sind breit gefächert und reichen von pharmazeutischen und kosmetischen Formulierungen, Lebensmitteln und Getränken, Proteinen und Biomakromolekülen bis hin zu Farben, Tinten und Lacken. So können z. B. die Partikelgrösse und das Zetapotenzial von Proteinen bestimmt werden, um die Aggregation bzw. Stabilität der Partikel zu charakterisieren. Ausserdem eignet sich die BeNano-Serie zur Messung der Grösse von selbstassemblierenden Tensidmizellen bei verschiedenen Temperaturen und Konzentrationen. Auch im Bereich von Pigmenten spielt die Partikelgrösse eine wichtige Rolle, da sie ausschlaggebend für Anwendungsfreundlichkeit, Farbstärke und Deckkraft, Haltbarkeit oder Licht- und Wetterechtheit ist.

Neben dem mittleren hydrodynamischen Durchmesser können die Geräte ausserdem den Polydispersitätsindex, Diffusionskoeffizient, Interaktionsparameter und die Lösungsviskosität bestimmen. Die kurzen Messzeiten ermöglichen ein erstes Ergebnis innerhalb von zwei Sekunden. Auch Proben mit geringer Konzentration oder schwacher Streuung können dank der hohen Empfindlichkeit des Avalanche- Photodioden-Detektors (APD) zuverlässig charakterisiert werden. Materialien mit geringer elektrophoretischer Mobilität und kleinem Zeta-Potenzial können mittels Phasenanalyse der Lichtstreuung (Pals) analysiert werden.

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