Neues aus der Forschung

Forschungsprojekte

Shaken, not stirred: Design and application of particle dampers

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

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

(01. März 2021)

Die Information-Bottleneck-Methode in der Corona Pandemie

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

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

(16. Februar 2021)

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

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

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

(08. Februar 2021)

Developing data-driven models to identify environmentally friendly degradation modulators

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

(01. Februar 2021)

Transportroboter Laura auf dem autonomen Bus
(Forschungsprojekt TabuLa)

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

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

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

Weitere Informationen zum Shuttle und Projekt sind zu finden unter:

(21. Januar 2021)

Composites from Spouted-Bed Granulation Process 

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

(18. Dezember 2020)

Pressemitteilungen

Shan Shi, wissenschaftliche Mitarbeiterin der TU Hamburg und Erstautorin der Studie.

Wissenschaftler entwickeln neues Verfahren für den Bau ultraleichter Materialien

Möglichst leicht und zugleich möglichst stabil. Das sind die Anforderungen an moderne Leichtbaustoffe, wie sie im Flugzeugbau und in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Hamburg und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) hat nun ein neues Bauprinzip für künftige Ultraleicht-Materialien entwickelt: Nanometerkleine Metallstreben, die auf separaten Hierarchieebenen ineinander geschachtelte Netzwerke bilden, sorgen für eine erstaunliche Festigkeit. Die Arbeitsgruppe stellt ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Science“ vor. Als er 1889 in Paris eingeweiht wurde, galt der Eiffelturm als technisches Wunderwerk: Eine raffinierte, filigrane Konstruktion aus großen und kleinen Eisenstreben verlieh ihm eine enorme Stabilität und ließ ihn damals zum mit Abstand höchsten Bauwerk der Welt werden. Fachleute bezeichnen dieses Bauprinzip aus großen Streben, die durch kleinere stabilisiert werden, als „hierarchisch“.

(05. März 2021)
Professor Patrick Huber der TU Hamburg entwickelt künstliche, poröse Materialien und nanofluidische Prozesse, um nutzbare elektrische Energie für die Menschen zu gewinnen.

Nachhaltige Gewinnung elektrischer Energie mit nanoporösen Materialien - EU-gefördertes Forschungsprojekt könnte die Gewinnung von elektrischer Energie durch die Nutzung von Phasenübergängen von Wasser in Nanoporen revolutionieren

Die Natur hat vor allem im Pflanzenreich poröse Biomaterialien entwickelt, die aus Feuchtigkeitsschwankungen in ihrer Umgebung, wie zwischen Tag und Nacht oder zwischen Trocken- und Regenzeit mechanische Energie für Bewegungen gewinnen können. So vergraben sich zum Beispiel manche Pflanzenkeime allein durch die Nutzung von Energie aus Wasserkondensation und -verdampfung selbstständig in die Erde, ganz ohne dazu externe Energie zu benötigen. Forscher der Technischen Universität Hamburg möchten nun im Rahmen eines europäischen Konsortiums künstliche poröse Materialien und nanofluidische Prozesse entwickeln, die Feuchtigkeitsschwankungen …

(23. Februar 2021)
Der kleine Transportroboter Laura soll in Zukunft völlig selbständig die Behördenpost der Stadt Lauenburg ausliefern.

Postbotin der Zukunft - Autonomer Transportroboter Laura in Lauenburg unterwegs

Seit über einem Jahr fährt das autonome TaBuLa-Shuttle durch die Lauenburger Straßen. Nun hat der selbstfahrende Elektrobus mit Laura eine neue Kollegin dazu gewonnen. Bei Laura handelt es sich allerdings weder um eine Co-Pilotin noch um eine Fahrgastbetreuerin. Laura ist ein kleiner Transportroboter und steht für Lauenburgs Automatisierte Roboter Auslieferung. In Zukunft soll sie völlig selbständig die Behördenpost der Stadt ausliefern. Entwickelt, programmiert und gebaut wurde Laura am Institut für technische Logistik an der Technischen Universität Hamburg. Das Institut für Verkehrsplanung und Logistik ist für die logistischen Prozesse hinter dem Projekt und die Projektkoordination verantwortlich. Der Transportroboter befindet sich seit Ende letzten Jahres in der Testphase. Genau wie das TaBuLa-Shuttle bewegt sich Laura selbstfahrend und automatisiert durch die Lauenburger Innenstadt.

(05. Februar 2021)
Beispielbild für Offshore-Windenergiesysteme.

Energiespeicher Wasserstoff - Verbundprojekt entwickelt Offshore-Windenergiesysteme für die Wasserstoffversorgung

Die rund 35 Offshore-Windparks vor Deutschlands Nord- und Ostseeküsten lieferten 2019 etwa 26 Terawattstunden Strom. Genug, um die Stadt Hamburg zwei Jahre lang mit Strom zu versorgen. Das Problem: Weht zuviel Wind, geht ein Teil der potenziellen Energie verloren, weil die Anlagen abgeschaltet werden, sobald mehr Strom erzeugt als benötigt wird. Um Windenergie künftig auch wetterunabhängig optimal nutzen zu können, soll sie in Form von Wasserstoff gespeichert und an Land weiter verwendet werden. Ein Verbundprojekt entwickelt die passenden Technologien und Methoden, um Offshore-Windräder durch eine Einrichtung zur Wasserstofferzeugung zu erweitern. Indem aus dem überschüssigen Wind künftig Wasserstoff erzeugt wird, erhöht sich die Ausbeute der Windkraft. Wasserstoff wird zum Speichermedium für Windenergie.

(13. Januar 2021)
Von links nach rechts: Professor Gerold Schneider der TU Hamburg, Assistant Professor Diletta Giuntini der TU Eindhoven und Dr. Tobias Krekeler der TU Hamburg.

Hart wie ein Diamant und verformbar wie Metall - TU-Wissenschaftler entwickeln neues Material für die Technik von morgen

Smartphones mit großflächigen Glasgehäusen und Displays überzeugen zwar optisch, sind aber auch sehr anfällig für Risse und Kratzer. Um diese Schäden künftig zu vermeiden, bräuchte es ein Material, das die Härte eines Diamanten und die Verformbarkeit eines Metalls vereint. Ein Material, das dem Fund des heiligen Grals der Strukturmaterialien gleich käme. Professor Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg und weitere Hamburger Materialforscherinnen und -forscher haben nun gemeinsam mit der University of California, Berkeley ein Hybridmaterial, einen so genannten Superkristall entwickelt, der diesem Ziel näher kommt. Damit könnte die Technik auf Gebieten wie der Elektronik, Photonik oder auch Energiespeicherung künftig kostengünstiger, robuster oder auch funktionaler werden.

(12. Januar 2021)
Professor Knopp bei der Messung von MPI-Bildern mit dem vom Institut für Biomedizinische Bildgebung entwickelten Kopfscanner.

Der Blick in Herz und Kopf - Professor Tobias Knopp forscht an medizinischen Bildgebungsverfahren

Was im Kopf und Herz so vorgeht, ist von Außen betrachtet nicht wirklich klar erkennbar. Das kann im persönlichen Miteinander manchmal von Vorteil sein, ist aus der medizinischen Perspektive betrachtet aber ein Problem. Unbeobachtet können sich Krankheiten wie Herzinfarkte oder Schlaganfälle schleichend ihren Weg bahnen und unerwartet ausbrechen. Professor Tobias Knopp von der Technischen Universität Hamburg und dem Universitätsklinikum Hamburg Eppendorf will diesem Problem entgegenwirken. Am Institut für Biomedizinische Bildgebung entwickelte er gemeinsam mit seinem Forschungsteam ein neues tomographisches Bildgebungsverfahren, das sogenannte „Magnetic-Particle-Imaging“ (MPI). „So wollen wir Einblicke in das Innere des menschlichen Körpers geben, damit Krankheiten früher erkannt und unnötige Operationen vermieden werden können“, sagt Professor Knopp.

(06. Januar 2021)
Hauptgebäude der TU Hamburg.

Bund stellt sechs Millionen Euro für zwei Studien bereit, um Hochwasserschutz und Nahverkehr an Hamburgs Elbe zu verbessern

Die Elbe ist eine Lebensader für Hamburg und die Metropolregion. Für den Nahverkehr ist sie jedoch ein Nadelöhr. Täglich pendeln rund 160.000 Fahrgäste mit S- und Regionalbahnen über die Elbbrücken und die Zahl steigt. Die Elbe hat zudem auch eine bedrohliche Seite. Immer wieder kam und kommt es zu Sturmfluten und extremen Hochwasserständen mit verheerenden Folgen. Wie ein nachhaltiger Hochwasserschutz und eine Entlastung der schienengebundenen Verkehrssituation gelingen können, soll nun die Technischen Universität Hamburg in zwei voneinander unabhängigen Machbarkeitsstudien erarbeiten. Dafür stellt der Bund jeweils drei Millionen Euro bereit. Eingesetzt hat sich dafür der Hamburger SPD-Bundestagsabgeordnete Metin Hakverdi. Wissenschaftssenatorin Katharina Fegebank: „Ich freue mich außerordentlich, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hamburg abermals ihre große Expertise unter Beweis stellen können.

(14. Dezember 2020)
Die stellvertretende Projektkoordinatorin Sarah Löhn vom Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der TU Hamburg.

Mit Mikroalgen zu einer ökologischen und gesunden Fischzucht

Der Appetit der Menschen auf leckeren Fisch steigt. Fische in Aquakulturen zu züchten ist eine gute Möglichkeit, der drohenden Überfischung der Meere entgegenzuwirken. Aquakulturen bergen aber auch die Gefahr, dass sich leicht Krankheiten ausbreiten. Spezielle Mikroalgen sind die Lösung für dieses Problem. Mit ihrer Hilfe können Fische natürlich und nachhaltig gezüchtet werden. Wie das geht? Mikroalgen und die auf ihnen lebenden Mikroorganismen produzieren für Fische gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe. Diese bioaktiven Substanzen bekämpfen Viren und Bakterien – ein großes Problem in der Aquakulturzucht. Die Fische sind häufig von Infektionskrankheiten bedroht. Dagegen werden immer noch Antibiotika eingesetzt, in europäischen Zuchtbetrieben kommen die Fische in der Regel in Quarantäne oder werden geimpft. Die bioaktiven Stoffe aus den Mikroalgen wirken dagegen ganz natürlich und könnten Krankheiten vorbeugen, sodass sie erst gar nicht ausbrechen.

(03. Dezember 2020)
Archivfoto, Hörsaal an der TU Hamburg.

Mit Algorithmen die Herausforderungen unserer Zeit lösen - Matthias Mnich ist neuer Professor an der TU Hamburg

Matthias Mnich war schon in seiner Schulzeit von Mathematik und ihren eleganten Formeln und Methoden begeistert. So fiel die Entscheidung konsequent auf ein Studium der Mathematik sowie der Angewandten Mathematik. Seine Leidenschaft für das Studium blieb bis heute und diese will der Wissenschaftler nun auch an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) weiter vermitteln: „Ich möchte meine Studierenden für Algorithmen begeistern und sie als die nächste Generation von Datenwissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern ausbilden.“ Seit Herbst 2019 ist Professor Matthias Mnich an der TUHH, um das neue Institut für Algorithmen und Komplexität aufzubauen. Mnich studierte Mathematik an den Universitäten Halle-Wittenberg, Kaiserslautern und Jena und schloss seinen Master in Angewandter Mathematik an der London School of Economics and Political Science in London ab.

(30. November 2020)
In Lauenburg an der Elbe fährt seit Sommer 2019 ein automatisierter Elektrobus ohne Fahrer mit bis zu 18 km/h in der Alt- und Oberstadt.

Forschen am Transportsystem der Zukunft - TaBuLa-LOG-Projekt in Lauenburg an der Elbe vorgestellt

In Lauenburg an der Elbe fährt seit Sommer 2019 ein automatisierter Elektrobus ohne Fahrer mit bis zu 18 km/h in der Alt- und Oberstadt. Das Forschungsprojekt TaBuLa, kurz für Testzentrum autonome Busse im Kreis Herzogtum Lauenburg, befindet sich seit Oktober 2019 im öffentlichen Fahrgastbetrieb und passiert auf seiner Route enge Kopfsteinpflasterstraßen, steile und bewaldete Abschnitte, signalisierte Kreuzungen und fährt sogar auf der Bundesstraße. Die Projektpartner aus Kreis Herzogtum Lauenburg und Technischer Universität Hamburg (TUHH) untersuchen hier gemeinsam mit der Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH (VHH) und weiteren Partnern die Einsatzmöglichkeiten von automatisierten Fahrzeugen im Öffentlichen Personennahverkehr. „Wir freuen uns im Team unglaublich über das erreichte Ziel und einen öffentlichen Betrieb mit Forschung zum Anfassen für Alle.“ erklärt Matthias Grote, Projektkoordinator.

(26. November 2020)