(Marc Reckziegel, 7N)

"Auf Biegen und Brechen - Wie Zink Stahl bricht"
von DI Klaus Dieter Bauer

Stahl wird in vielerlei Bereichen verwendet, und dabei ist es wichtig, dass er nicht rostet. Dafür wird er meistens mit Zink beschichtet.
Stahl wird umso härter, umso mehr CO2 man beigibt. Aber dadurch wird er auch spröder. Wenn man qualitativen Stahl herstellen will, nutzt man die Eigenschaften von der Kristallstruktur Martensit. Diese entsteht, wenn man den Stahl hoch erhitzt und dann sehr schnell abkühlt. Dieser Vorgang wird Presshärten genannt. Durch Martensit wird der Stahl fest und auch dehnbar.

Doch wenn man den Martensitstahl mit Zink beschichtet, entstehen unter hoher Belastung mikroskopisch kleine Risse, der Stahl wird spröde. Klaus Dieter Bauer hat mit Hilfe des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung ein Modell entwickelt, mit dem sich herausfinden lässt, warum die Risse entstehen. Seine Ergebnisse führten zu einer Modifikation des beschriebenen Bruchvorgangs und erklären außerdem mechanisches Versagen in vielen Bereichen.

Erosion - Gefahr für Mensch und Natur

Bodenerosion sowie die Erosion in Flussgebieten durch Hochwasser oder im Küstengebiet bilden oft existentielle Risiken für die Bevölkerung (wie z.B. Agrarlandverlust, Einsturz von Häusern). Sedimenttransport kann prinzipiell mit drei verschiedenen Methoden vorausgesagt werden, doch ein attraktiver Zugang ist es, die Gültigkeit eines Computermodells mit einem Experiment zu überprüfen, um dieses dann für verschiedenste Problemstellungen effizient anwenden zu können. Man fasst die zugehörigen numerischen Methoden unter dem Namen "Computational Fluid Dynamics (CFD)” zusammen.
Zusätzlich zur Berücksichtigung der Wasserströmung brauchte ich im Flussbett natürlich auch eine gute Beschreibung des Sediments. Diese erreichte ich mit einer sogenannten "Discrete Element Method (DEM)", welche die Kräfte auf jeden einzelnen Stein berechnet. Ein Vorteil dieses Modells ist, dass es relativ einfach für weitere Sedimenttransportprobleme adaptiert werden kann.

(Tristan Banfi, 6N)

Solarforschung auf der JKU

Jeden Tag steigt der Energiebedarf. Bis 2100 wird er sich sogar verdoppeln. Das Problem ist, dass wir nicht viel Sonnenenergie in elektrische Energie umformen können. Man zählt auf erneuerbare Energieformen wie Wasserkraftwerke und Photovoltaikanlagen.
Photovoltaik ist die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie mittels Solarzellen.
Solarzellen werden aus Silizium hergestellt, diese können jedoch die Wärmestrahlung, nicht absorbieren. Frau Susanne Kreuzer versuchte Teile dieser Energie photovoltaisch zu nutzen.
Durch Schichten aus Bleisulfid Nanokristallen bei denen eine Infrarot-Absorption auftritt.
Wenn man die Rückseite der Solarzellen damit beschichten würde, könnte man kostengünstig mehr aus dem Sonnenlicht rausholen. Kreuzer untersucht auch verschiedene Herstellungsmethoden. Meist werden die in einer Flüssigkeit verteilten Bleisulfidkristalle einfach aufgetropft. "Bevor man die Nanokristalle verwenden kann, muss man erst ihre Effizienz verbessern." so Frau Kreuzer.

Doch sie hat bewiesen, dass Nanokristalle durch ihre geringen Kosten dazu beitragen könnten, in Zukunft saubere Sonnenenergie günstiger zu machen.

Marco Simidzic, 6N)