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Wissenschaft und Forschung

Netzschonende Energieversorgung von Gebäuden: Spitzenlasten mit Wasserstoff überbrücken

Die kalten Wintertage treiben den Stromverbrauch im Gebäudesektor in die Höhe – insbesondere dort, wo mit Wärmepumpen geheizt wird. Das vom Bundesamt für Energie (BFE) unterstützte Projekt «H₂ districts» untersucht das Potenzial von Brennstoffzellen in Gebäuden, um das Stromnetz an den kältesten Tagen im Jahr zu entlasten. Eine erste praktische Anwendung des Konzepts an der Empa soll die Datengrundlage dazu liefern.

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Plattform für zukünftige Gesundheitsinnovationen: «Health Innovation Hub» am Switzerland Innovation Park Ost eröffnet

Mit der Eröffnung des «Health Innovation Hubs» legt der Switzerland Innovation Park Ost den Grundstein für zukünftige Innovationen in den Bereichen Wearables, Gesundheitsmonitoring und Prävention von Krankheiten. Der Hub dient als Plattform zur Initiierung, Förderung und Beschleunigung von Innovationsprojekten im Gesundheitsbereich durch die Vernetzung von Expertinnen und Experten aus Forschung und Industrie.

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Leicht, flexibel, effizient: Tandem-Solarzellen auf Perovskit-Basis

Zwei Schichten für mehr Effizienz: Tandem-Solarzellen auf Perovskitbasis können Sonnenlicht besser einfangen als herkömmliche Solarzellen aus Silicium. Im Labor konnten sich die leichten und flexiblen Zellen bereits beweisen – jetzt arbeiten Empa-Forschende daran, sie zu skalieren und alltagstauglich zu machen.

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Wasserabweisende Fasern ohne PFAS - Endlich umweltfreundlich

Regenjacken, Badehosen oder Polsterstoffe: Textilien mit wasserabweisenden Eigenschaften benötigen eine chemische Imprägnierung. Fluor-haltige PFAS-Chemikalien sind zwar wirkungsvoll, schaden aber der Gesundheit und reichern sich in der Umwelt an. Empa-Forschende entwickeln nun ein Verfahren mit alternativen Substanzen, mit dem sich umweltfreundliche wasserabweisende Textilfasern erzeugen lassen. Erste Analysen zeigen: Die «guten» Fasern weisen Wasser stärker ab und trocknen schneller als die der herkömmlichen Produkte.

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«Horizon Europe»-Projekt «HEATWISE» gestartet: Wärme aus dem Rechner von Gebäuden mit umfangreicher IT-Infrastruktur integrieren

Keine Wärme verschwenden: Dieses Ziel setzt sich ein Dutzend europäischer Firmen und Forschungsinstitutionen, darunter auch die Empa, im EU-Projekt «HEATWISE». Im Mittelpunkt stehen Gebäude mit umfangreicher IT-Infrastruktur. Die Abwärme dieser Systeme soll vollständig in die Gebäudetechnik integriert werden.

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Wenn das Smartphone das Gebäude steuert: Ein zweiter Frühling für ausgediente Smartphones

Die Automation von Gebäudesystemen bietet ein grosses Einsparungspotenzial beim Energieverbrauch von Immobilien. Studien über solche Systeme zeigen, dass durch optimierte Lösungen der Energiebedarf für Gebäude im Schnitt um rund 30 Prozent gesenkt werden kann. Damit dafür nicht wiederum CO2-intensive Computerchips produziert werden müssen, untersucht Empa-Forscher Hanmin Cai aktuell, inwiefern liquidierte und beschädigte Smartphones diese Aufgaben steuern könnten.

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Bioabbaubare Materialien aus Brauereiabfall - In Bier verpackt

Empa-Forschende haben aus einem Abfallprodukt der Bierbrauerei Nanocellulose gewonnen und diese zu einem Aerogel verarbeitet. Der hochwertige Werkstoff könnte in Lebensmittelverpackungen zum Einsatz kommen.

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Freisetzung von Oligomeren aus Polyester-Textilien - Wenn Nanoplastik keiner ist ...

Textilien aus synthetischen Fasern geben beim Waschen Mikro- und Nanoplastik ab. Empa-Forschende konnten nun zeigen: Ein Teil des vermeintlichen Nanoplastiks besteht gar nicht aus Plastikpartikeln, sondern aus wasserunlöslichen Oligomeren. Welche Auswirkungen sie auf Mensch und Umwelt haben, ist noch kaum erforscht.

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Perowskit-Nanokristalle als Lichtquellen und Katalysatoren: Wie man helle Quantenpunkte noch heller macht

Forschende der Empa und der ETH Zürich haben neue Verfahren entwickelt, mit denen sie aus Perowskit-Quantenpunkten schnellere und effizientere Strahler machen und so ihre Helligkeit deutlich verbessern können. Dies ist sowohl für Anwendungen in Bildschirmen als auch für Quantentechnologien relevant.

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Empa-Forschungspreise an Amogh Kinikar und Shih-Chi Yang verliehen: Wenn Zufall und wissenschaftliche Exzellenz aufeinandertreffen

2023 wurden gleich zwei herausragende Publikationen von jungen Forschenden mit dem Empa-Forschungspreis ausgezeichnet. Die Preisträger, Amogh Kinikar und Shih-Chi Yang, haben ihre prämierten Arbeiten während ihres Doktorats an der Empa verfasst.

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Wunden löten mit Licht und Nano-Thermometer statt mit Nadel und Faden

Nicht jede Wunde lässt sich mit Nadel und Faden verschliessen. Empa-Forschende haben nun ein Lötverfahren mit Nanopartikeln entwickelt, bei dem Gewebe sanft verschmolzen wird. Die Löttechnik soll Wundheilungsstörungen und lebensbedrohliche Komplikationen bei undichten Nähten verhindern. Das vielversprechende Verfahren hat das Team unlängst im Fachmagazin «Small Methods» publiziert und zum Patent angemeldet.

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Thomas Justus Schmidt erklärt, wie wichtig Wasserstoff für die Energiewende ist

Wasserstoff ist ein wichtiger Baustein, damit die Schweiz ihre Ziele zur Klimaneutralität erreichen kann. Thomas Justus Schmidt, Leiter des Forschungsbereiches Energie und Umwelt, erklärt die Bedeutung des Gases für die Zukunft.

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Bessere Batterien für E-Autos

Forschende des PSI machen mit Neutronen Veränderungen im Elektrolyten von Batterien sichtbar. Die Analyse hilft, die physikalischen und chemischen Vorgänge besser zu verstehen und Batterien mit besseren Eigenschaften zu entwickeln. Die Ergebnisse wurden in Science Advances veröffentlicht.

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Beschädigte DNA: Erbschäden mit Sonnenlicht reparieren

Schäden an der Erbsubstanz DNA sind eine Ursache für Alterung, Zelltod und sogar Krebs. Die Reparatur beschädigter DNA ist daher für alle Organismen von entscheidender Bedeutung. Wie das Enzym Photolyase die Energie des Sonnenlichts für diesen Reparaturmechanismus nutzt, hat ein internationales Forschungsteam nun am PSI untersucht.

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Paul Scherrer Institut: Neue Möglichkeiten für ein heilsames Gift mit dem Namen Botox

Forschende des PSI haben einen überraschenden Kniff entdeckt, der die Einsatzmöglichkeiten des unter dem Kurznamen Botox bekannten Wirkstoffs Botulinumtoxin A1 in der Medizin erweitern könnte. Sie haben Antikörper-ähnliche Proteine entwickelt, die die Wirkung des Enzyms auf die Nervensignalübertragung beschleunigen. Damit könnte Botox zum Beispiel Schmerzen schneller lindern als bislang. Die Studie wurde jetzt im Magazin Nature Communications veröffentlicht.

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Autonomer Bagger baut sechs Meter hohe Trockensteinmauer

ETH-​Forschende haben einem autonomen Bagger beigebracht, Trockensteinmauern zu bauen – aus tonnenschweren Brocken oder Abbruchmaterial.

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«Ingenuity Lab» an der Universitätsklinik Balgrist eröffnet - Innovationskooperation in der orthopädischen Forschung

Die Universitätsklinik Balgrist und die Universität Zürich haben Inge Herrmann, eine führende Expertin auf dem Gebiet der Medizintechnologie, in ihr akademisches Team berufen. Sie war bisher als Professorin an der ETH Zürich und an der Empa tätig, wo sie auch weiterhin Aufgaben in Forschung und Lehre wahrnimmt. Am Balgrist hat Herrmann das «Ingenuity Lab» gegründet, das auf innovative Entwicklungen in den Bereichen medizinische Materialien und Technologien spezialisiert ist mit dem Ziel der Anwendung in der orthopädischen Weichteilforschung.

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Ich bin auch eine Batterie: Flow-Batterien auf Wasserbasis für die Speicherung erneuerbare Energie in urbanen Gebieten

Ungiftige und skalierbare Flow-Batterien auf Wasserbasis wären eine gute Lösung, um erneuerbare Energie in urbanen Gebieten zu speichern – wenn da nicht ihre sehr geringe Energiedichte wäre. Empa-Forscher David Reber will mit cleverem Materialdesign Abhilfe schaffen.

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Heinz A. Oertli Fonds: Weitsicht bewiesen

Als innovativer Instrumentenmacher für die Chirurgie gründete Heinz A. Oertli in jungen Jahren die Oertli Instrumente AG. Wie grosse Ideen im Kleinen gedeihen und zu nachhaltigen Unternehmensgründungen heranwachsen, weiss er aus eigener Erfahrung. Jetzt fördert Heinz A. Oertli mit einem gleichnamigen Fonds im Rahmen des Zukunftsfonds innovative Projekte an der Empa.

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Bauen mit Lehm: Saubere Schlammschlacht

Umweltschonend, überall verfügbar und wiederverwertbar: Lehm lockt als saubere Alternative unter den Baustoffen. Wie sich die begehrte Erde tatsächlich nachhaltig und stabil verbauen lässt, findet Empa-Forscherin Ellina Bernard jetzt heraus. Ihr Projekt wird vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) mit einem «Ambizione»-Grant gefördert.

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Die Geschichte der Stadt Luzern begann vor 5400 Jahren in der Jungsteinzeit

2020 kamen im Seebecken erste Funde zum Vorschein, welche die früheste nachgewiesene Besiedlung des Stadtgebiets von Luzern in die Bronzezeit um 1000 v. Chr. datierten. Nun darf noch einmal zurückgerechnet werden, und zwar auf 3400 v. Chr. Damit ist die älteste bislang bekannte Siedlung im Luzerner Seebecken 5400 Jahre alt und damit 2400 Jahre älter als bisher angenommen. Diese Entdeckung im Bereich des geplanten Seetunnels des künftigen Durchgangsbahnhofs DBL wird dessen Bauphase zwar beeinflussen, aber weder verzögern noch verhindern. Weitere Untersuchungen werden den genauen Umfang der Rettungsgrabungen bestimmen.

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Internationales Projekt «SILVARSTAR»: Virtueller Bahnlärm – nah an der Realität

An der Empa erkunden Akustik-Fachleute seit Jahren, wie Lärm durch Personen- und Güterzüge entsteht – und welche technischen und baulichen Massnahmen dagegen besonders wirksam sind. Ihre theoretischen und praktischen Erkenntnisse sind nun in das Projekt «SILVARSTAR» eingeflossen. Das Resultat ist ein Simulationstool für Bahnlärm, das auch in der Praxis weiterhelfen kann.

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Zukunftsmusik: Quantentechnologie aus Kohlenstoff

Nanobänder aus Graphen haben aussergewöhnliche Eigenschaften, die sich präzise steuern lassen. Forschenden der Empa, der Universität Peking und der University of Warwick ist es erstmals gelungen, einzelne atomar genaue Nanobänder mit Elektroden zu versehen. Damit ebnen sie den Weg für eine genaue Charakterisierung der «Wunderbänder» und ihre mögliche Anwendung in der Quantentechnologie.

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Paul Scherrer Institut: Protonen gegen Speiseröhrenkrebs

Am Paul Scherrer Institut PSI wurde gestern ein 67-jähriger Patient mit Protonen, also positiv geladenen Teilchen, gegen Speiseröhrenkrebs bestrahlt. Es ist das erste Mal, dass in der Schweiz diese Bestrahlungsart an der Speiseröhre zum Einsatz kommt. Die fünfwöchige Behandlung erfolgt im Rahmen einer europäischen klinischen Studie, an der das PSI und das Universitätsspital Zürich gemeinsam teilnehmen. Ärzte und Ärztinnen erforschen, ob sich die Protonentherapie zur Behandlung dieser Krebsart eignet: Damit lassen sich möglicherweise Lungenkomplikationen verringern, die bei der klassischen Bestrahlung häufig auftreten.

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Geoengineering mit Risiko: Könnte ein künstliches Abdunkeln der Sonne die Eisschmelze verhindern?

Mit Methoden des sogenannten Geoengineering könnte das Klima theoretisch künstlich beeinflusst und abgekühlt werden. Berner Forschende haben nun untersucht, ob man mit einer künstlichen «Abdunkelung der Sonne» das Abschmelzen des westantarktischen Eisschildes verhindern könnte. Die Resultate zeigen, dass die künstliche Beeinflussung nicht ohne Dekarbonisierung auskommt und hohe Risiken mit sich bringt.

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Förderprogramm SWEET: ReFuel.ch erhält unter Federführung der EMPA den Zuschlag

Die Ausschreibung zum Thema «Sustainable Fuels and Platform Chemicals» ist entschieden: Das Konsortium «reFuel.ch» unter der Federführung der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat den Zuschlag erhalten.

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Dorina Opris: Forschen, bis die Chemie stimmt

Dorina Opris erforscht an der Empa, wie sich komplexe elektroaktive Polymere für Roboter-Bauteile, Sensoren oder Batterien synthetisieren lassen – ein aussichtsreiches Projekt, das der Europäische Forschungsrat derzeit mit einem seiner prestigeträchtigen «ERC Consolidator Grants» fördert. Nicht der erste Erfolg der Empa-Chemikerin – doch der Weg dahin war nicht leicht.

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Nationales Forschungsprojekt zum Schweizer Philologen Jonas Fränkel

Dem bedeutenden Schweizer Literaturwissenschaftler Jonas Fränkel, dessen Nachlass im Schweizerischen Literaturarchiv (SLA) in Bern liegt, wird das vierjährige nationale Forschungsprojekt «Kryptophilologie. Jonas Fränkels ‘unterirdische Wissenschaft’ im historischen und politischen Kontext» gewidmet. Es wird vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) gefördert und ist eine Kooperation des SLA, der Professur für Literatur- und Kulturwissenschaften der ETH Zürich und des Walter Benjamin Kollegs der Universität Bern.

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Schnelltest und Therapieansatz: Blasenentzündungen mit Viren bekämpfen

Die Erreger von Harnwegsinfekten werden gegen die eingesetzten Antibiotika zunehmend resistent. ETH-​​Forschende haben nun einen Schnelltest und einen neuen Therapieansatz entwickelt, der auf bakterienbefallenden Viren, sogenannten Phagen, basiert.

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Studie der Universität Bern mit Kantonspolizei Bern

Forschende der Universität Bern haben bei Mitarbeitenden der Kantonspolizei Bern über ein Jahr lang die Antikörperspiegel gegen Sars-CoV-2 und deren Einfluss auf Ansteckungen mit verschiedenen Varianten des Virus untersucht. Unter anderem zeigen die Ergebnisse, dass die Antikörperspiegel je nach Virus-Variante einen unterschiedlichen Schutz boten und dass sich Polizistinnen und Polizisten nicht häufiger mit Covid-19 ansteckten als der Rest der Bevölkerung, obwohl sie sehr häufigen Personenkontakt haben.

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Das ehrgeizige Forschungsprojekt der EMPA: Quantentechnologie – Meister der Defekte

Bruno Schuler startet mit seinem jungen Team ein ehrgeiziges Forschungsprojekt: Er wird atomlagendünne Halbleiterschichten gezielt mit Defekten versehen und versuchen, deren Quanteneigenschaften mit Pikosekunden zeitlicher Auflösung und zugleich aufs Atom genau zu messen und zu kontrollieren. Daraus soll Grundlagenwissen für künftige Quantencomputer entstehen.

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Biologisch abbaubare Sensoren und Display: Material mit Chamaleon-Effekt

Mittels 3D-Druck biologisch abbaubare Sensoren und Displays herstellen? Ein Material, mit dem genau das möglich ist, haben Forschende aus dem Empa-Labor «Cellulose & Wood Materials» auf Basis von Cellulose entwickelt. Das Gemisch aus Hydroxpropyl-Cellulose, Wasser, Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Cellulose-Nanofasern verändert je nach Temperatur und Dehnung seine Farbe – und dies ganz ohne Zusatz von Pigmenten.

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