Die Empa in St. Gallen Bild: Mareycke Frehner Tag der offenen Tür, 20. August 2016, 20 Jahre Empa-Standort im «Moos» forschen. wissen. entwickeln. Standortbestimmung Ist die Empa für die Herausforderungen der Zukunft gerüstet? Welche Rolle spielt sie für die Schweizer Wirtschaft? Eine Standortbestimmung mit Empa-Direktor Gian-Luca Bona. u SEITE 3 Geschichte Als «Controllstelle für Baumwollgarne» wurde sie in St. Gallen gegründet, heute erforscht und entwickelt die Empa innovative, nachhaltige Technologien und Produkte. Ein Blick in die bewegte Geschichte. u SEITE 5 Offene Türen Am Samstag, 20. August, von 9 bis 17 Uhr lädt die Empa im «Moos», St. Gallen, zum Tag der offenen Tür. Themenpfade und Vorträge entführen die Besucher in die spannende Welt der Forschung. u SEITEN 5+7 St. Galler Tagblatt . Thurgauer Zeitung . Appenzeller Zeitung . Toggenburger Tagblatt . Der Rheintaler . Wiler Zeitung . Liechtensteiner Vaterland . Werdenberger & Obertoggenburger . Rheintalische Volkszeitung Sonderbeilage vom 13. August 2016 Liebe EMPA, herzliche Gratulation zu 20 Jahren Forschung in St.Gallen Gemeinsam mit Euch arbeiten wir mit der Fachhochschule und der Stadt St.Gallen in der Initiative STARTFELD. Wir freuen uns auf die nächsten 20 Jahre, in denen wir miteinander Innovationen und Jungunternehmen in der Ostschweiz und im internationalen Bodenseeraum fördern dürfen. www.unisg.ch/region GE Power Gesamtlösungen für Kraftwerke. Durch die Integration der Technologien und des Know-hows von GE und Alstom hat sich unser Portfolio auf Gesamtlösungen für Gas- und Dampfkraftwerke ausgedehnt. Durch Innovation und Zusammenarbeit sind wir noch breiter aufgestellt. Das ist einzigartiges Fachwissen wie es noch nie angewandt wurde. Wir sind smarter zusammen. Wir sind stärker zusammen. Wir sind besser zusammen für unsere Kunden, für Sie. Die Empa in St. Gallen 3 Samstag, 13. August 2016 «Je mehr smarte Leute hier arbeiten, umso besser für die Schweiz» Dem Empa-Glaspalast im St. Galler Westen sind seine 20 Jahre kaum anzusehen – der vom Zürcher Architekten Theo Hotz entworfene Bau mutet auch heute noch zeitgemäss an. Doch die Welt hat sich in den letzten 20 Jahren verändert und die Empa mit ihr. Eine Standortbestimmung mit Empa-Direktor Gian-Luca Bona. MICHAEL HAGMANN Herr Bona, die Empa ist seit 135 Jahren im «Business». Ist sie fit für die Herausforderungen der Zukunft? Luca Bona: Davon bin ich über zeugt. Auf der einen Seite haben wir in den letzten Jahren unsere Forschungsaktivitäten thema tisch fokussiert und kontinuier lich verstärkt. Andererseits – und parallel dazu – haben wir den Technologietransfer, also die en ge Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern, ausgebaut und intensiviert. Diese zwei star ken Pfeiler sind essenziell für un sere Aufgabe, auf Basis exzellen ter Forschung Innovationen für unsere Partner anzustossen. Und wie gelingt dies? Bona: Dabei bauen wir selbst verständlich auf unsere Stärken. Dies bedeutet für die Forschung in St. Gallen, dass wir uns, ge stützt auf unser breites Knowhow im Bereich Textilien und deren Wechselwirkung mit der mensch lichen Haut, in zahlreiche neue Gebiete vorgearbeitet haben. Et wa neue Anwendungen für High TechFasern, die elektrische und optische Signale leiten, aber auch als Membranen fungieren oder sogar dosiert Medikamente abge ben können. Sie haben das Stichwort bereits genannt: Alle reden von Innovation – welche Rolle spielt die Empa im Innovationsprozess? Bona: Unser erklärtes Ziel ist es, Innovationen anzustossen – also neue Anwendungen und Lösun gen, für die Kunden zu zahlen be reit sind. Das widerspiegelt sich auch in unserem Slogan: ‹Empa – The Place where Innovation Starts›. Wir sehen uns als eine Art Innovationskatalysator für die Schweizer Wirtschaft. Dabei ar beiten wir frühzeitig und eng mit unseren Partnern zusammen. Zurzeit sind dies mehr als 300 Fir men aus der ganzen Schweiz. Wie kann die Empa dem Innovationsstandort Ostschweiz helfen? Stichwort Nationaler Innovationspark, bei dem die Region leer ausging. Bona: Neben bestehenden Fir men, mit denen wir in gemeinsa men Projekten neue Anwendun gen entwickeln, ist die direkte Unterstützung von Jungunter nehmen – Startups und Spinoffs – für uns ein wichtiger Weg, um neue Erkenntnisse aus unserer Forschung in den Markt zu tra gen. Dies erfolgt in St. Gallen über den vor kurzem eröffneten Start feldInnovationspark in direkter Nachbarschaft. Den gilt es nun, zum Fliegen zu bringen. Und in enger Zusammenarbeit mit wei teren Akteuren der Ostschweizer Forschungs und Innovations szene – Universität, Fachhoch schule, Kantonsspital und kanto nale Stellen – arbeiten wir daran, die Vernetzung der Region mit dem Schweizer Innovationspark sicherzustellen. Wie muss sich die Schweiz aufstellen, um für den zunehmend härteren internationalen Wettbewerb gewappnet zu sein? Bona: Ich denke, wir sind da gene rell gut positioniert, und zwar durch unsere Kultur des gegen seitigen Respekts und offenen Austauschs. Neue Konzepte und Ideen entstehen heute vor allem an den Grenzen der klassischen Wissenschaftsdisziplinen. Um er folgreich zu sein, müssen wir die gesamte Wertschöpfungskette im Auge behalten, von der Grundla Die Empa in Zahlen 22 DiplomandInnen und PraktikantInnen Fünf Departemente 30 Forschungsabteilungen Budget 107 Mio. Franken Finanzierungsbeitrag Bund 62 Mio. Franken Drittmittel Standort St. Gallen (Stichtag: 31.5.2016) 209 Mitarbeitende 42% Frauenanteil genforschung über technologi sche Entwicklungen bis hin zur erfolgreichen Markteinführung – inklusive neuer Businessmodelle und deren möglicherweise un konventioneller Finanzierung. Wissenschaft und Forschung sind heutzutage inter- und transnationale Aktivitäten. Wie wollen Sie angesichts der überall zu beobachtenden Abschottungstendenzen verhindern, dass die Wissenschaft unter die Räder kommt? Bona: Gute WissenschafterInnen und Ingenieure, aber auch erst klassige Fachkräfte sind heute sehr mobil. An der Empa arbeiten beispielsweise Menschen aus über 50 Ländern. Unsere Dokto randen und Gastwissenschaf terInnen leisten hervorragende Arbeit. Hier in St. Gallen hat etwa vor kurzem ein spanischer For scher einen der prestigeträchti gen ERCGrants von der EU erhalten, mit dem er seine For schung weiter vorantreiben kann. Oft münden diese Resultate spä ter in neue Produkte für unsere Industriepartner. Das hier erarbeitete Wissen schafft also ei nen volkswirtschaftlichen Mehr wert. Und je mehr smarte Leute hier arbeiten, umso besser für den Denk und Werkplatz Schweiz. Das müssen wir einfach viel deutlicher kommunizieren. Highlights der letzten Jahre Drei Standorte Dübendorf, St. Gallen, Thun Alle drei Standorte (2015 total) 940 Mitarbeitende 28% Frauenanteil 26 Professoren Ca. 200 Doktorierende 40 Lernende plus: 200 DiplomandInnen und PraktikantInnen Bild: Empa Gian-Luca Bona leitet seit sieben Jahren die Geschicke der Empa. Output über 630 referierte wissenschaftliche Publikationen über 100 Seminare und Konferenzen der Empa-Akademie Bild: Empa Die Empa hat 940 Mitarbeitende. Sechs Professoren Ca. 50 Doktorierende Zwölf Lernende Drittmittelprojekte 58 laufende Projekte in den EU-Rahmenprogrammen 112 laufende SNF-Projekte 89 laufende KTI-Projekte (pd) 2009 In einem Blindtest vor Fachpublikum übertrifft die «Biotech-Geige» der Empa aus pilzbehandeltem Holz klanglich eine Stradivari aus dem Jahr 1711. 2010 Für «Solar Impulse» entwickelt die Empa einen Schutz- und Komfortanzug, der die Piloten vor den extremen Bedingungen im Cockpit schützt. 2011 Aus neuartigen Bikomponentenfasern mit festem Kern, der die «Halme» immer wieder aufrichtet, und hautfreundlicher Aussenhülle entwickeln Empa-Forscher einen innovativen Kunstrasen. 2012 Die Empa entwickelt einen Aerogel-Putz, der doppelt so gut isoliert wie übliche Dämmputzsorten. 2013 Weltrekord für flexible Dünn- Bild: Roman Keller Seit Mai in Betrieb: Das NEST. schichtsolarzellen: Mit 20,4% Wirkungsgrad für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie sind sie im Bereich von Siliziumzellen. 2015 Einweihung von move: Der Mobilitätsdemonstrator zeigt auf, wie die Mobilität der Zukunft ohne fossile Energie funktionieren könnte. April 2016 Coating Competence Center nimmt Betrieb auf: Auf Beschichtungsanlagen für Hartstoffschichten, flexible Photovoltaik und organische Elektronik sowie 3D-Druckern für Metalle und Biokomposite finden massgeschneiderte Oberflächentechnologien den Weg aus dem Labor zur industriellen Anwendung. Mai 2016 NEST-Eröffnung: Im modularen Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag werden neue Technologien, Materialien und Systeme unter realen Bedingungen erforscht, getestet und für den Markteintritt weiterentwickelt. (pd) PUBLIREPORTAGE | SWISS TEXTILES STORIES Stickerei fürs Herz textilen Innovationsentwicklung bei Forster Rohner, eine erhebliche Herausforderung. Zwar hat man in St. Gallen schon viel Erfahrung mit dem Sticken von Karbonfasern oder elektrischen Leitern und LED-Dioden, doch der EKG-Brustgurt war noch einmal eine neue Liga. «Der Teufel steckt im Detail», sagt Jan Zimmermann. «Es gibt zwar leitfähige Fäden, die sich wunderbar sticken lassen, aber in diesem Falle waren diese nicht geeignet.» Stickereien aus St. Gallen kommen nicht nur auf BHs zum Einsatz, sondern auch auf Brustgurten zur Langzeitmessung von Herzaktivitäten. Die Firma Forster Rohner AG wirkt an der Entwicklung des zukunftsträchtigen Medizinal-Produkts mit. TEXT/FOTOS: JEROEN VAN ROOIJEN Einen Brustgurt zur Messung der Herztätigkeit? Das gibt’s doch in jedem Sportfachgeschäft. Doch so trivial ist es nicht, denn diese funktionieren meist nur, wenn man schwitzt. Denn nur angefeuchtete Haut übermittelt das Signal zuverlässig an die Sensoren und Messgeräte. Bei Personen, die nicht Sport treiben oder gar ruhen, versagen die Geräte. Für Menschen, deren Herztätigkeit während längerer Zeit mit einem Elektrokardiogramm (EKG) ausgewertet werden muss, ist das ein handfestes Problem. Hier kommt die textile Technologie der Forster Rohner AG aus St. Gallen ins Spiel. Zusammen mit einem Konsortium an Entwicklern, das sich um die Eidgenössische Materialprüfungsanstalt EMPA in Dübendorf schart, haben die Sticker einen EKG-Brustgurt entwickelt, der kontinuierlich minimale Mengen an Wasser an die Elektroden abgibt. Das Accessoire besteht aus einem textilen Träger, in dem sich ein Reservoir befindet. Dieses gibt über eine Membrane während bis zu zwei Wochen Wasserdampf ab, der dafür sorgt, dass die Elektrodenpads funktionsfähig bleiben. Tagblatt-Areal. Ziel ist in Sicht Im Erzeugen von schönen Spitzen und Stickereien gehört Forster Rohner zu den Weltbesten. Doch beim Brustgurt ging es für einmal nicht um Ästhetik, sondern um Funktionalität. Wo wird das leitende Element in den Gurt gestickt? Wie dicht müssen die Fäden übereinander liegen, um auch nach längerem Gebrauch funktionsfähig zu bleiben? Wie verbindet man die Stickerei mit den Druckknöpfen? Und funktioniert alles auch auf industriellem Niveau, für Millionen von Brustgurten? Waschbar muss es sein Die leitenden Elektroden-Pads werden bei Forster Rohner gestickt, und zwar mit einem mit der Tersuisse in Emmenbrücke entwickelten Spezialgarn aus Polyester, das mit Silber und Titan beschichtet ist. Das Silber wird benötigt, um die elektrischen Impulse weiterzuleiten. Eine nur wenige Nano- meter dünne Titanschicht sorgt dafür, dass Hautreizungen durch Silberpartikel verhindert werden. Der Knackpunkt: Die Sensorgurte müssen auch bis zu hundertmal waschbar sein. Das Sticken der Elektrodenpads mit dem Spezialgarn war für das Team von Dr. Jan Zimmermann, Leiter der Lauter Fragen, mit denen sich Jan Zimmermann bei Forster Rohner nun seit fünf Jahren beschäftigt. Bis die letzten Antworten gefunden sind, so schätzt er, wird noch ein Jahr vergehen. Derzeit ist eine Vorserie von rund hundert EKG-Gurten in medizinischen Langzeittests. «Wir haben 90 Prozent des Weges zurückgelegt», sagt Jan Zimmermann, doch er weiss: «Die letzten zehn Prozent bedeuten bei solchen Projekten immer noch einmal 100-prozentigen Einsatz aller Kräfte.» Dass die Idee Potenzial hat, davon ist auch eine Fachjury der «Techtextil», der Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe in Frankfurt, überzeugt. Sie zeichnete den EKG-Brustgurt aus der Schweiz im Frühsommer 2015 mit dem «Techtextil Innovation Award» aus. Mehr Informationen Forster Rohner Textile Innovations www.forsterrohner.com/frti SWISS TEXTILES Swiss Textiles ist der Branchenverband der Schweizer Textilund Bekleidungsindustrie und vertritt die Interessen von 200 Mitgliedsunternehmen. Der Verband vernetzt die Schweizer Textilindustrie mit Forschungspartnern wie der EMPA, damit die Kompetenzen der Schweizer Textilforschung weiter erhöht und Kooperationen zwischen den Akteuren gefördert werden. Die Geschichte über den EKG-Gurt ist ein gelebtes Beispiel einer solchen Kooperation. Aufgezeichnet hat die Geschichte Jeroen van Rooijen. Weitere spannende Geschichten über die Schweizer Textil- und Bekleidungsindustrie finden Sie unter: www.swisstextiles.ch/stories St. Gallen. «Das Tagblatt-Areal begeistert mich. Hier werden technologische Forschung und gesellschaftliche Bedürfnisse verbunden – und zu Innovationen entwickelt. Hier wird Aufbruch spürbar, nicht zuletzt dank der Nähe zur Empa» ren e i l u rat ren g r i « W 20 Jah ort zu Stand Empa‹ Moos › » im Peter Frischknecht, Geschäftsführer Startfeld Und wo ist Ihr Lieblingsplatz in St.Gallen? www.lieblingsplatz.ch [email protected] Eine Initiative Ihrer Wirtschaftsstadt Die Empa in St. Gallen 5 Samstag, 13. August 2016 Bild: Empa Seit 20 Jahren thront das Empa-Gebäude an der Lerchenfeldstrasse 5 in St. Gallen. Heute bietet es mehr als 200 Mitarbeitenden aus 28 Nationen Raum. Prüfstelle wich Forschungsinstitut Als «Controllstelle für Baumwollgarne» wurde sie gegründet – heute erforscht und entwickelt die Empa in enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie innovative, nachhaltige Technologien und Produkte. Am 20. August feiert sie 20 Jahre Standort im «Moos», St. Gallen. Vor 20 Jahren bezog die Empa in St. Gallen ihre neue Adresse an der Lerchenfeldstrasse im Industriequartier Bruggen. Das vom renommierten Zürcher Architekten Theo Hotz entworfene Gebäude im «Moos» bietet seither Raum für rund 200 Mitarbeitende aus 28 Nationen. Sie entwickeln Materialien und Technologien für eine nachhaltige Zukunft. Um 1885 gegründet Die Geschichte der Empa in St. Gallen hat indes bereits früher begonnen. Gegründet wurde sie 1885 in einem Musterzimmer der heutigen Industrie- und Handelskammer (IHK) als «Controllstelle für Baumwollgarne». 1937 siedelte sie – umbenannt in «Schweizerische Versuchsanstalt» – an die Unterstrasse um, wo sie von der Eidgenossenschaft übernommen und in die Empa überführt wurde. Diese hatte ihre Wurzeln an der ETH Zürich, wo sie 1880 gegründet wurde, um die Qualität von Bau- und Konstruktionsmaterialien zu überprüfen. In den 1990er-Jahren stellte die Empa die Forschungstätigkeit radikal in den Vordergrund; das repräsentative, futuristisch anmutende Gebäude war der passende Ausdruck der Wandlung zum modernen Forschungsinstitut. Motor für neue Ideen Heute arbeiten im «Moos» längst nicht mehr nur Textilingenieure, sondern auch Materialwissenschafter, Physikerinnen, Chemiker, Biologinnen und Nanowissenschafter. In enger Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie erforschen sie komplexe Wechselwirkungen zwischen Materialien und biologischen Systemen und entwickeln daraus innovative Anwendungen, vor allem in den Bereichen Bio- und Medizinaltechnologien, funktionale Fasern und Textilien sowie Material- und Stoffkreisläufe. Ziel sind laut Direktionsmitglied Alex Dommann, Leiter Forschungsschwerpunkt «Gesundheit und Leistungsfähigkeit», innovative, nachhaltige Technologien und Produkte an der Schnittstelle von Werkstoffforschung und den «Life Sciences» für die Biotech-, Medizintechnikund Textilbranche. Damit wird der Innovationsmotor durch neue Ideen am Laufen gehalten und die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen gesteigert. (pd) Die Empa lädt zum Tag der offenen Tür Am Samstag, 20. August 2016, lädt die Empa alle interessierten Personen zum Tag der offenen Tür an die Lerchenfeldstrasse 5 in St. Gallen ein. Von 9 bis 17 Uhr (letzter Eintritt um 16 Uhr) kann die spannende Welt der Forschung entdeckt werden entlang der drei Themenpfade «Energie und Nachhaltigkeit», «Gesundheit und Leistungsfähigkeit» sowie «Fasern und Sensoren». Dabei kann man sich informieren, Experimente selber durchführen und an einem Wettbewerb teilnehmen. Allgemeine Informationen zur Empa, Vorträge sowie eine Festwirtschaft runden das Programm ab. Die Empa empfiehlt dringend, mit den öffentli- Bild: Mareycke Frehner chen Verkehrsmitteln anzureisen: Bus 7 bis Haltestelle «Moos» oder Bus 1 bis Haltestelle «Lerchenfeld». www.empa.ch/TdoT2016 Francis Schwarze: Der Professor und Firmengründer, der Gärtner war Inge Herrmann: Die richtigen Probleme richtig lösen Sabyasachi Gaan: Drei Gründe für die Empa Wie kommt es, dass sich ein Forscher für die Wirkung von Pilzen auf Holz interessiert? Ganz einfach: Durch einen ungewöhnlichen Lebenslauf; Francis Schwarze ist gelernter Gärtner. Durch seine Arbeit begeisterte er sich zusehends für biologische Schädlingskontrolle, bei der ein Schädling durch seinen natürlichen Gegenspieler bekämpft wird. Feuer fing Schwarze schliesslich für den Baumschutz mittels Pilzen. Seine Neugier trieb ihn an die «University of Reading», wo er Phytopathologie studierte. Eine Dissertation über die Auswirkung von holzzersetzenden Pilzen auf Bäume und die Ernennung zum Professor an der Universität Freiburg im Breisgau folgten, ebenso die Anstellung bei der Empa, wo er dem Werkstoff Holz durch «seine» Pilze ganz neue Eigenschaften verleiht. Der 54jährige Engländer zählt zu den weltweit Bevor sie als Leiterin einer Forschungsgruppe, die Partikel für medizinische Anwendungen entwickelt, zur Empa stiess, forschte Inge Herrmann an Universitäten in den USA, Grossbritannien und der Schweiz. Dabei knüpfte die junge Wissenschafterin Kontakte, die ihre Forschung bis heute befruchten. Die Chemieingenieurin untersucht mit ihrer Gruppe Materialien, die in Zukunft beispielsweise ein neues Verfahren zur Blutreinigung ermöglichen könnten. Dabei entwickelt das interdisziplinäre Team magnetische Nanopartikel, die an Krankheitserreger binden und eine rasche und effiziente Abtrennung aus dem Blut ermöglichen. Dieses Verfahren könnte in Zukunft Anwendung in Diagnose und Therapie von Blutvergiftungen finden. Entsprechend hoch ist das Interesse der Praxis. Und die ist für Inge Herrmann Nachdem Sabyasachi Gaan 2007 in Kalifornien seinen Doktortitel erwarb, entschied er sich für seine weitere wissenschaftliche Karriere schliesslich aus drei Gründen für die Empa: Seine Expertise habe perfekt zu den Empa-Forschungsschwerpunkten gepasst, und er sei hier erstklassigen Forscher/-innen begegnet. Zudem verfüge die Empa über eine im internationalen Vergleich herausragende Forschungs-Infrastruktur. Heute leitet der Inder eine Forschungsgruppe, die Moleküle zur Funktionalisierung von organischen und metallischen Materialien herstellt. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei dem Flammschutz. Auf diesem Gebiet zählen Gaan und seine Kollegen zu den Besten in Europa, wovon zahlreiche erfolgreiche Projekte und Patente zeugen. In einem Projekt gelang es den Forschern etwa, gefragtesten Experten und gründete «nebenher» auch noch die Spin-off-Firma Mycosolutions, die Produkte für den Baum- und Pflanzenschutz entwickelt – und vor kurzem als einer der ersten Mieter im Innovationszentrum «Startfeld», direkt neben der Empa, eingezogen ist. (pd) massgebend: Ihre Forschung soll Lösungen für den klinischen Alltag hervorbringen. Daher schätzt sie etwa die Kooperation mit dem Kantonsspital St. Gallen. Die Ärzte schärften ihren Blick für die relevanten Probleme und gäben ihrer Forschung erst den richtungsweisenden Impuls. (pd) Bilder: Mareycke Frehner Holz feuerfest zu machen; die Technologie verwendet die Firma Jet Aviation inzwischen für den Innenausbau von Business Jets. In einem anderen Projekt hat sein Team einen feuerfesten Schaumstoff entwickelt, der es ebenfalls zur Marktreife gebracht hat. (pd) Zwei starke Partner in Forschung und Innovation Ziel des Kantonsspitals St.Gallen ist es, Patientinnen und Patienten fachkompetent und nach wissenschaft lichen Erkenntnissen zu behandeln, zu pflegen und zu beraten. Am Kantonsspital St.Gallen wird aber auch aktiv geforscht. Auf lokaler Ebene ist die Empa der wichtigste Forschungspartner in der Ostschweiz. Die Umsetzung dieser Zusammenarbeit manifestiert sich in einem Forschungsförderungsprogramm und einer Vielzahl von gemeinsamen Projekten. Das Kantonsspital St.Gallen gratuliert der EMPA zum Jubiläum und freut sich auf die weitere Zusammenarbeit. Glückwunsch zum Zwanzigsten! Wenn es darum geht, aus exzellenter Grundlagen- und angewandter Forschung zusammen mit der Industrie Innovationen für den Markt zu schaffen, ergänzen sich die Empa und die ETH seit jeher perfekt. Biegsame Solarzellen, Textilfasern mit erstaunlichen Eigenschaften, energieeffiziente Baumaterialien, Nanomaterialien für HochleistungsBatterien – die Liste unserer gemeinsamen Erfolge ist lang. Ein aktueller Schwerpunkt ist das faszinierende «Zurich Heart»-Projekt, das zu einem voll implantierbaren Kunstherzen führen soll. Mit ihrer Grundlagenforschung zu biokompatiblen Fasern trägt die Empa Wesentliches dazu bei. Von Herzen kommt denn auch unsere Gratulation zum 20-Jahr-Jubiläum am Standort Moos in St. Gallen. Mögen hier aus Ideen weiterhin viele innovative Lösungen entstehen, zum Wohl der Schweizer Wirtschaft und Gesellschaft! Die Schulleitung der ETH Zürich Redaktion: Sandra Metzger Redaktionelle Mitarbeit: Martina Peter, Urs Bünter Layout: Sina Item, Raffaela Breda Verlag: St. Galler Tagblatt AG, Fürstenlandstrasse 122, 9001 St. Gallen, Telefon 071 272 78 88 Druck: Tagblatt Print, NZZ Media Services AG, Im Feld 6, 9015 St. Gallen Gemeinsame Beilage von: St. Galler Tagblatt Stadt St. Gallen, Gossau und Umgebung, St. Galler Tagblatt Region Rorschach, Thurgauer Zeitung, Appenzeller Zeitung, Wiler Zeitung, Der Rheintaler und Toggenburger Tagblatt, Werdenberger & Obertoggenburger, Rheintalische Volkszeitung, Liechtensteiner Vaterland Inserate: NZZ Media Solutions AG, Fürstenlandstrasse 122, Postfach, 9001 St. Gallen, Telefon 071 272 77 77, Fax 071 272 73 17, inserate@ tagblatt.ch Leiterin Verkauf Beilagen: Marina Brezovac Bild: Optisch leitende Fasern für die medizinische Sensorik. An der Empa durchgeführte Forschung im Rahmen eines ETH-Doktoratsprojekts. Die Empa in St. Gallen 7 Samstag, 13. August 2016 HightechMaterialien für die Medizin Der Empa-Forschungsschwerpunkt «Gesundheit und Leistungsfähigkeit» befasst sich unter anderem mit der Frage, wie man die Lebensqualität älterer Menschen so lange wie möglich hoch halten kann. Im vergangenen Jahr feierten in der Schweiz erstmals mehr Menschen ihren 65. als ihren 20. Geburtstag. Aufgrund längerer Lebenserwartung steigt der Anteil älterer Menschen in unserer Gesellschaft stetig an. Damit stehen wir vor der Frage: Wie können wir die Lebensqualität so lange wie möglich hoch halten? Genau dies ist das Ziel des EmpaForschungsschwerpunkts «Gesundheit und Leistungsfähigkeit». «An der Empa verfügen wir über ein umfassendes Know-how in Bereichen wie Materialwissenschaften, Biologie und Nanotechnologie», erklärt Alex Dommann, Direktionsmitglied der Empa und Leiter des Forschungsschwerpunkts. Damit ist die Empa in der Lage, neue Materialien und Systeme für medizinische Anwendungen zu entwickeln. «Wir sind zwar selbst keine Mediziner», präzisiert Dommann. «Doch dafür haben wir ein weitverzweigtes Partnernetzwerk mit Spitä- Bild: Empa An der Empa werden unter anderem magnetische Nanopartikel entwickelt, die sich an Krankheitserreger binden können. lern, besonders auch in der Ostschweiz. Gemeinsam finden wir innovative Lösungen.» Neuartiger Wundverband Werden Wundverbände zu häufig gewechselt, erhöht das nicht nur das Risiko einer erneuten Infektion; für das Pflegepersonal bedeutet dies Mehraufwand. Das Problem: Unter dem Verband laufen während der Heilung physiologische Prozesse ab, die von aussen nur schwer zu erkennen sind. Zusammen mit Medizinern entwickeln Empa-Forscher einen neuartigen Wundverband, in den Sensoren eingebettet sind. Diese nehmen biochemische Veränderungen in der Wundflüssigkeit wahr und reagieren darauf beispielsweise mit einem Farbwechsel. So kann das Personal den Verlauf der Wundheilung schnell und einfach überwachen. Knochendichte bestimmen Chirurgen des Kantonsspitals St. Gallen entwickeln zusammen mit der Empa eine Methode, mit welcher die Qualität beziehungsweise Festigkeit des Schulterknochens genauer bestimmt werden kann. Je nach Knochendichte Bild: Mareycke Frehner Alex Dommann ist Direktionsmitglied der Empa und leitet den Forschungsschwerpunkt «Gesundheit und Leistungsfähigkeit». Einblick in seine Arbeit gibt er am 20. August, am Tag der offenen Tür. kommen während einer Schulteroperation unterschiedliche Implantate zum Einsatz. Tomographiedaten und sogenannte Indentometer werden verwendet, um möglichst präzise Angaben zur Knochenqualität zu erhalten, die die Chirurgen während der Operation nutzen können und sich so nicht mehr nur auf das eigene «Gefühl» der Knochenfestigkeit verlassen müssen. Durch diese direkte und präzise Information über die Knochenqualität resultiert eine Verbesserung der Therapieergebnisse. (pd) www.empa.ch/TdoT2016 Ein EKG-Brustgurt zur Langzeitüberwachung Energie und Rohstoffe effizient einsetzen «Als Materialklasse sind Textilien enorm vielfältig und anpassungsfähig», sagt Empa-Direktionsmitglied Alex Dommann. «Fasern und textile Sensoren eignen sich deshalb ausgezeichnet, um direkt am Körper eingesetzt zu werden.» Den Physiker Dommann interessieren dabei vor allem Oberflächen und Grenzflächen, also die Stellen, an denen Material und Körper aufeinandertreffen. Dies ist beim EKGBrustgurt der Fall, den die Empa zusammen mit Industriepartnern entwickelt hat: Er überwacht die Herzaktivität, indem er ohne Kabel und aufgeklebte Sensoren zuverlässig ein Langzeit-Elektrokardiogramm (EKG) aufzeichnet. In den Forschungsschwerpunkten «Energie» und «Natürliche Ressourcen und Schadstoffe» geht es unter anderem darum, möglichst praxisnah neuartige Konzepte für das Wohnen und Arbeiten von morgen zu entwickeln. Oberstes Gebot: ein möglichst geringer Verbrauch an Energie und Rohstoffen. Daher stehen auch neue Antriebskonzepte mit deutlich niedrigerem CO2-Ausstoss im Zentrum. Zudem untersuchen Empa-Forschende die Energieflüsse zwischen dem Mobilitäts- und dem Gebäudebereich, um diese effizient zu koppeln und so zu optimieren. Einsatz im Schlaflabor Dieser EKG-Brustgurt ist zurzeit im Schlaflabor des Kantonsspitals St. Gallen im Einsatz. Um Vorabklärungen für eine stationäre Behandlung zu treffen, ist ein einfach bedienbares, mobiles EKG-Messsystem wünschenswert. Im Schlaflabor vergleichen Bild: Empa Der EKG-Brustgurt funktioniert ohne Kabel (Bild). Mehr über «Fasern und Sensoren» erfährt man am 20. August in der Empa. die Forscher daher nun die Daten des Brustgurts punkto Genauigkeit und Zuverlässigkeit mit den Auswertungen der herkömmlichen EKG-Messungen mit Gel- Elektroden. Auch wird der Gurt auf seine Alltagstauglichkeit und Langlebigkeit hin untersucht. Erfreulich: Erste Ergebnisse sind äusserst vielversprechend. (pd) Kooperation und Innovation Für komplexe Fragen ist eine entsprechende Infrastruktur notwendig. Daher hat die Empa über die letzten Jahre verschiedene Demonstrationsplattformen aufgebaut und vor kurzem eröffnet. So etwa «NEST», das Gebäudelabor der Zukunft, und «move» für den Mobilitätsbereich. Dort arbeitet die Empa mit Partnern aus Industrie und Forschung zu- sammen, um Technologien aus ihren Labors für die praktische Anwendung hochzuskalieren. Die Partner aus der Industrie bringen Kunden- und Marktbedürfnisse ein, die NEST-Forscher testen die Neuentwicklungen im Alltag und passen sie, falls nötig, an – mit dem Ziel, Innovationen im Gebäude- und Energiebereich schneller als bisher auf den Markt zu bringen. So dreht sich etwa in der NEST-Unit Vision Wood, eine Wohneinheit für Gäste der Empa, alles um Holz. Mit aus Pilzen gewonnenen Enzymen verleihen Empa-Forschende dem altbekannten Werkstoff neue Eigenschaften; er wird etwa feuerfest, antibakteriell, wasserabstossend, zersetzungsresistent – und sogar magnetisch. (pd) Bild: Empa Mit aus Pilzen gewonnenen Enzymen verleihen Empa-Forschende Holz neue Eigenschaften wie zum Beispiel Feuerfestigkeit. 8 Die Empa in St. Gallen Samstag, 13. August 2016 Für Start-ups in der Bodenseeregion «Startfeld» fördert Jungfirmen und Innovationsprojekte bestehender Unternehmen durch kompetente Beratung, professionelles Coaching, variable Finanzierungsmöglichkeiten, Weiterbildungsangebote und geeignete Räumlichkeiten im neuen Innovationszentrum. Die wirtschaftliche Umsetzung von Forschungsergebnissen durch Firmengründungen in Form von Spin-offs und Start-ups ist einer der Hauptpfeiler des Technologietransfers an der Empa. Dazu betreibt das Forschungsinstitut in Dübendorf den Business Inkubator «glatec», in St. Gallen ist die Empa Teil der Trägerschaft von Startfeld, dem Innovationsnetzwerk in der Region St. Gallen-Bodensee. Beraten, coachen, finanzieren Startfeld fördert Jungfirmen und Innovationsprojekte beste- richshafen den Gold-«OutDoor Industry Award 2015» gewonnen. Insgesamt beschäftigten die von der Empa unterstützten Jungunternehmen im Jahr 2015 mehr als 350 Mitarbeitende. hender Unternehmen durch kompetente Beratung, professionelles Coaching, variable Finanzierungsmöglichkeiten, Weiterbildungsangebote – und nicht zuletzt durch geeignete Räumlichkeiten im neuen Innovationszentrum. Von diesem inspirierenden Umfeld profitiert zum Beispiel die Firma Polarmond. Das Start-up hat zusammen mit Forschenden der Empa und der Hochschule Rapperswil ein selbstaufwärmendes Biwak-System entwickelt und damit an der europäischen «OutDoor»-Fachmesse in Fried- w w w.s tart feld .ch Neues Innovationszentrum Direkt neben der Empa im St. Galler Lerchenfeld wurde im März das Startfeld Innovationszentrum eröffnet. Es versteht sich als Ort, an welchem Jungfirmen und bestehende Unternehmen voneinander lernen, um neue Ideen und Entdeckungen wirtschaftlich umzusetzen und neue Technologien für die Gesellschaft zugänglich zu machen. Einer der ersten Mieter war das Empa-Spin-off Mycosolutions AG. Die Firma ist Technologieführer in der Anwendung von Pilzen für die biologische Kontrolle von Schadenerregern, ein besseres Pflanzenwachstum und gesündere Böden. Auf Anfangs Dezember wird der erste Ausbauschritt des Innovationszentrums erfolgen. Dann werden die Irpd AG und die Inspire AG ins Zentrum einziehen und ihre Arbeiten im Bereich Advanced Manufacturing vorantreiben. (pd) Katharina Maniura: Forschen zum Wohl von Patienten Patrick Wäger: Ein vielseitiger Experte, der Interdisziplinarität lebt Giuseppino Fortunato: Fasern für Herzpumpen und die Textilindustrie Die Empa sei eine Institution, an der Spitzenforschung zum Wohl der Gesellschaft betrieben würde, meint Katharina Maniura – und lässt sogleich Beispiele folgen: Materialien für Herzpumpen, Zahnimplantate, Katheter oder zur Unterstützung der Wundheilung stünden ganz oben auf der Forschungsagenda. Im Einzelnen sollen etwa mittels unterstützter Wundheilung Vernarbungen an verletzten Organen vorgebeugt und dadurch die Organfunktionen gewahrt werden. Um diese Themen zu bearbeiten, kooperiert die von Maniura geleitete Abteilung «Biointerfaces» mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie sowie mit Medizinern, etwa vom Kantonsspital St. Gallen. Maniuras Team untersucht, wie Materialien auf Biomoleküle, Bakterien oder Zellen wirken, um Verträglichkeit und Wirksamkeit von neuen Materialien zu verstehen. Es geht um Gesundheit, die für die meisten Leute früher oder später ein Thema ist. Von Maniuras Arbeit können also Starre Grenzen zwischen den verschiedenen Wissenschaftsbereichen sind seine Sache nicht, er lebt Interdisziplinarität. Patrick Wäger, der im Mai 2016 die Leitung der EmpaAbteilung «Technologie und Gesellschaft» übernahm, hat sich den nachhaltigen Umgang mit seltenen Metallen auf die Fahnen geschrieben. Diese sind für etliche Zukunftstechnologien zentral, seien es Solarzellen, neuartige Energiespeicher oder ICT-Produkte. Sie gehen bei der Entsorgung der ausgedienten Geräte häufig verloren. Derart könnten wir nicht mit Rohstoffen umgehen, die wir mit viel Aufwand aus der Erde geholt hätten, findet Wäger. Vielmehr müssten wir sie möglichst effizient zurückgewinnen und so im (geschlossenen) Stoffkreislauf halten – was man im Fachjargon auch mit «Urban Mining» betitele. Sein Forschungsfeld zeichne sich wie die Empa als Ganzes durch Internationalität und Interdisziplinarität aus, was Patrick Wäger sehr entspricht: Vor gut 20 Jahren stiess Giuseppino Fortunato zur Empa, die damals gerade ihre Labors im «Moos» in Betrieb nahm. Seither hat der Experte für Nanofasern zahlreiche Projekte mit «Vorzeigecharakter» durchgeführt. Einmal ging es darum, anhand von Proben der Ölfarbe Bleiweiss die Herkunft von Bildern berühmter Künstler wie Peter Paul Rubens und Anthonis van Dyck zu bestimmen. Ein anderes Mal arbeitete er mit dem Berner Inselspital an künstlichem Herzmuskelgewebe. Ums Herz dreht sich auch Fortunatos aktuelle Forschung im «Zurich Heart»-Projekt. Wissenschafter wollen bessere Herzpumpen entwickeln – konkret: deren Lebensdauer steigern, die Pumpen kompakter machen und ihre Biokompatibilität erhöhen. Eine wichtige Rolle spielen dabei nano- und mikroskalige Fasern und deren Anordnung, erklärt der Experte der Empa-Abteilung «Schutz und Physiologie» und schlägt damit den Bogen zur traditionsreichen Ostschweizer weite Teile der Schweizer Bevölkerung profitieren. Die Wissenschafterin sieht ihre Abteilung denn auch als Eingangstür für Spitäler in die Empa. Oft nämlich würden für ein Projekt Experten aus verschiedenen Disziplinen benötigt, die sich an einem Tisch versammeln sollen. (pd) Der gebürtige Basler durchlief seine Schulzeit in Italien, Frankreich und Deutschland, spricht fünf Sprachen und schloss nach seiner Dissertation in Umweltnaturwissenschaften noch ein Zweitstudium in Philosophie und Soziologie als «Bachelor of Arts» ab. (pd) Bilder: Mareycke Frehner Textilindustrie: Mit seinen Kollegen forscht Fortunato nämlich auch an der Funktionalisierung von Textilien, etwa durch Membranen, die wasserabstossend und trotzdem sehr atmungsaktiv sind und so die Leistungsfähigkeit und das Wohlbefinden des Trägers verbessern. (pd) Anzeigen Wir sind Photonik-Partner der EMPA. Seit über 50 Jahren schon erarbeitet FISBA zuverlässig innovative Photonik-Lösungen für ihre Partner aus zahlreichen Branchen. Kompetent und leidenschaftlich führen wir Projekte durch, entwickeln Produktideen und setzen sie mitsamt der Auslieferung um. [email protected], www.fisba.com TECH DEINE ZUKUNFT Bachelor of Science FHO in Systemtechnik ɦ Maschinenbau ɦ Photonik ɦ Mikrotechnik ɦ Elektronik und Regelungstechnik ɦ Ingenieurinformatik ɦ Informations- und Kommunikationssysteme NTB Interstaatliche Hochschule für Technik Buchs FHO Fachhochschule Ostschweiz Studienstandorte: Buchs | St. Gallen | Chur www.ntb.ch
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