Industrie + Technik

Wer fürchtet, bald nur noch grau zu sehen, dem lässt sich die Angst mit Gravatar nehmen. Der leuchtend gelbe Farbton könnte bald Europas Straßen prägen. In der Wohnung ist dagegen mit hellem Violett zu rechnen, das bisher oft in digitalen Medien zu sehen gewesen sein soll.<p>Der Stein des Jahres, die Grauwacke (s. Seite 77), ist ein zumeist grauer Sandstein mit schlecht gerundeten und unsortierten Sandkörnern. Das meldet der Berufsverband Deutscher Geowissenschaftler. Und in der Wochenzeitung <i>Die Zeit</i> war zu lesen, dass sich die formelle Herrenmode weiter auf Steingrau konzentriert oder auf Sandgrau, auf Nachtblau und Schwarz.</p><h2 type="main">Automobile</h2><p>Ähnlich trist sieht es wohl bald auf Amerikas Straßen aus. Der BASF-Autofarbtrendreport empfiehlt „Visionen des Fortschritts“, welche die amerikanischen Farben durch Tiefe, Struktur und Kompatibilität verströmten. Der Schlüsselfarbton Lava liegt im schwarzen Farbraum (<link href="#nadc20234135348-fig-0001">Foto auf dieser Seite oben rechts). Grundlage sei tiefes Kohlegrau mit leuchtender Rötlichkeit.</p><figure xml:id="nadc20234135348-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/Mo7UZPauQgqwu0qvzaJx"><figcaption><label>Abb.1: </label>Aus der Kollektion New Array der Automotive Color Trends von BASF auf virtuellen Automobilformen: Efflorescene, Gravatar (Mitte) und Lava (rechts).</figcaption></figure></figure><p>Da bin ich schon lieber in Asien unterwegs. Dort spenden die Farbtöne angeblich Trost, Glück, Esprit und Lösungen. Der Schlüsselfarbton Efflorescence (Ausblühung, Foto oben links) sei ein perlenartiges Elfenbein und wirke wie eine frische Blüte. Allerdings nur, wenn man ihn nicht mit dem medizinischen Ausdruck Effloreszenzen verwechselt; das sind Grundelemente pathologischer Hautveränderungen.</p><p>Am besten bleibe ich, wo ich bin: Die Farben Europas, des Nahen Ostens und Afrikas sollen eine große Buntheit aufweisen. Die dunkleren Töne seien fein und wirkten geschmeidig. Neutrale Farbtöne spielten mit einem virtuellen Look, indem subtile Farbinformationen hinzugefügt würden. Der Schlüsselfarbton für die gesamte Region, Minted Gold, ist metallisch glänzend, und der leuchtend gelbe Schlüsselfarbton für Europa, Gravatar, ist BASF zufolge ein echter Erdfarbton (Foto oben Mitte). Denn er enthalte natürliche Erde und basiere auf hellem Elfenbein.</p><p>Der Autolackhersteller Axalta aus Philadelphia sieht Amerikas Straßen nicht so trist: Er empfiehlt als Autofarbe des Jahres Techno Blue. Dies sei ein pulsierender Farbton, der sich im Einklang mit der lebendigen Energie von heute befinde und den Übergang von der realen zur virtuellen Welt verkörpere.</p><h2 type="main">Kunststoff und Kosmetik</h2><p>Der Farbmittelhersteller Lifocolor propagiert das Konzept der Ewigkeitsfarben. Sie sollen die Farben der Natur und der Umwelt in die Kunststoffwelt übersetzen. Zudem seien Färbemittel auf deren Kreislauffähigkeit hin zu untersuchen.</p><p>Für die Kosmetikindustrie empfiehlt das Unternehmen die Palette Deep Level. Sie führe „zu Gefühlen und Handlungen, die während der Pandemie und den Beschränkungen in vielen von uns unterdrückt wurden“. Der Trend kombiniert knallige Pop-Farben mit Menthol-Türkis, Pink, Gelb und einem „fantasievollen Fliederton“. Die Farbpalette Essential Level sensibilisiere für endliche Ressourcen, biologische Vielfalt und natürliche Materialien, und zwar mit Rotbraun, einem „leicht unterkühlten Nude-Ton“, einem Taupe-Ton und Chlorophyllgrün. Orange, Cyanblau, Hellblau und Silber – das Cosmic Level passe für geschlechtsneutrale Designs, nachfüllbare Verpackungen und schlichte Formen.</p><h2 type="main">Pinker Kosmos und graue Wacke</h2><p>Das Pantone Color Institute hat die Trendfarben der London Fashion Week für Frühling und Sommer identifiziert. Diese seien eine Mischung zeitloser und kunstvoller heller Töne. Sie sollen die gegensätzlichen Wünsche nach Gelassenheit und Stabilität sowie Energie und Aufregung miteinander verbinden. Unter den Top Ten sind Cherry Tomato, Iced Mango, Airy Blue und Pink Cosmos.</p><p>Die Farben der New York Fashion Week dagegen sollen „das Verlangen nach Ruhe und Entspannung mit einem unerwarteten Verlangen nach Individualismus“ zeigen. Demnach laden sie zum Experimentieren und zu skurrilen Kontrasten ein, etwa Fiery Red mit Peach Pink oder Crystal Rose mit Classic Green.</p><p>Der Farbton Digital Lavender vermittelt als Trendfarbe 2023 Ruhe und Heiterkeit, meinen der amerikanische Farbberater Coloro und das Londoner Trendprognoseunternehmen WGSN. Helles Lila wirke sanft und gelassen, dunkles Violett dagegen extravagant und originell. Die helle Farbnuance sei immer öfter in digitalen Medien zu sehen, könne bald in die echte Lebenswelt überspringen und Wohntrends prägen. Der fröhliche, entspannende, fast schon heilend wirkende Farbton knüpfe an die Trendfarben früherer Jahre an – natürliche Gelb- und Erdtöne –, die ebenso besänftigend und aufgeweckt freundlich wirkten. Allerdings finde ich die Idee mich anspringender Farben keineswegs entspannend.</p><p>Der Farbenhersteller Caparol plädiert für „Bergsee Grün 3D Malachit 55“ als Farbe des Jahres (<link href="#nadc20234135348-fig-0002">Foto oben links). Und Hersteller Sikkens verkauft die Farbe des Jahres, die mir als einfaches, schmutziges Gelbgrün erscheint, mit dem verheißungsvollen Titel „Wild Wonder – ein heller, von der Natur inspirierter Ton“.</p><figure xml:id="nadc20234135348-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/ad6byKl9ShuVQKgMpHEp"><figcaption><label>Abb.2: </label>Womöglich hat der oberbayerische Königssee den Farbenhersteller Caparol zu seiner Trendfarbe Bergsee Grün inspiriert. Foto: CPN / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><p>Der italienische Möbelhersteller Arredare Moderno sieht eher dunkles Violett, Taubengrau und Smaragdgrün als Trendfarben 2023. Violett präge sowohl die Tages- als auch die Nachtumgebung. Taubengrau könne ein Gefühl von Großzügigkeit geben und einen gemütlichen Raum schaffen. Smaragdgrün sei früher eleganten Interieurs vorbehalten gewesen, heute werde der Farbton „zum Protagonisten eines jeden Raums in der Innenarchitektur“.</p><p>Wem es nun zu bunt geworden ist, kann sich ja Grauwacke ins Haus holen. In Deutschland wird der Stein zurzeit in 21 Steinbrüchen abgebaut, etwa in der Eifel, im Frankenwald und im Harz, in der Lausitz und im Sauerland, im Thüringischen Schiefergebirge (<link href="#nadc20234135348-fig-0003">Foto oben rechts) und bei Waldeck in Hessen.</p><figure xml:id="nadc20234135348-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/XtWxmJp8Q9W64iDVBOBW"><figcaption><label>Abb.3: </label>Grauwacke in der Ziegenrücker Falte im Thüringer Schiefergebirge. Foto: Christof Ellger, Geounion Alfred-Wegener-Stiftung</figcaption></figure></figure><p>Maren Bulmahn ist Redakteurin der Nachrichten aus der Chemie. Ihre Lieblingsfarbe ist Grün, also dieses helle, grelle, aber nicht Neongrün, vielleicht am ehesten der Ral-Farbton 160 70 45 – oder auch Pantone 2256 C, nicht zu verwechseln mit dem GDCh-Grün Pantone 369 C.</p>

Farbtrends

Kohlegrau mit Rötlichkeit

Wer fürchtet, bald nur noch grau zu sehen, dem lässt sich die Angst mit Gravatar nehmen. Der leuchtend gelbe Farbton könnte bald Europas Straßen prägen. In der Wohnung ist dagegen mit hellem Violett zu rechnen, das bisher oft in digitalen Medien zu sehen gewesen sein soll.Der Stein des Jahres, di...

Fluidect bringt Laboranalytik zur Produktionsanlage. Mit einem Sensor für Mikroorganismen und Proteine will das Start-up Industrieprozesse überwachen und optimieren. So lassen sich etwa die Hefegesundheit in der Alkoholproduktion überwachen oder Krankheitserreger in Wasser erkennen.<p>Als Michael Himmelhaus entdeckte, dass umlaufende Lichtwellen in Polystyrolkugeln von 10 µm Durchmesser (µBeads) eine Rotverschiebung zeigen, wenn sie Proteine adsorbieren, war ihm klar: Dies würde Türen für die Biosensorik aufstoßen. Das war im Jahr 2004, doch bis heute ist er überzeugt von dieser Vision und entwickelt die Technik weiter. Genutzt wurde sie bislang nur in Nischenbereichen der wissenschaftlichen Forschung bei der Bestimmung von Protein-Bindungskinetiken.</p><p>Das soll sich nun ändern. Seit Mitte 2021 arbeitet Himmelhaus als einer von drei Gründern des Start-ups Fluidect in Jena daran, die Technik für die Industrie nutzbar zu machen. Die positive Resonanz von Unternehmen aus Wasser-, Agrar- und Fermentationsindustrie bestätigt sie darin, ihren Weg weiter zu verfolgen.</p><h2 type="main">Flüstergalerieoszillatoren</h2><p>Das Phänomen der in einem µBead umlaufenden Lichtwellen heißt Flüstergalerieoszillator (whispering gallery mode resonator, WGM-Resonator). Dabei läuft die optische Welle aufgrund interner Totalreflexion entlang der inneren Wandung einer Kugel. Wellenlängen, deren ganzzahliges Vielfaches in den Umfang der Kugel passt, erfüllen die Resonanzbedingung und werden verstärkt. Die Wellenlänge der Resonanzen gibt somit Aufschluss über den optischen Durchmesser der Kugel.</p><p>Ein biologischer Sensor wird aus den µBeads, indem ihre Oberfläche mikrobiologisch aktiv beschichtet wird, beispielsweise mit Antikörpern oder Oligo-Nukleotiden. Dadurch binden die Kügelchen nur an bestimmte Targets, etwa an Oberflächenproteine von Salmonellen. Dazu werden die µBeads der Probe zugegeben; darin frei beweglich lagern sie nur die Zielorganismen an ihre Oberfläche an.</p><p>Über den WGM-Effekt lassen sich die µBeads anschließend berührungslos optisch auslesen (<link href="#nadc20234134130-fig-0001">Abbildung S. 38). Dabei wird das vom µBead emittierte Licht mit einem Spektrometer ausgewertet. Bei spezifischer Anbindung von Targets auf der µBead-Oberfläche verschieben sich die resonanten Moden. Die Auswertung der Resonanzspektren erlaubt sowohl qualitative als auch quantitative Aussagen über das Vorkommen des Targets in der Probe.</p><figure xml:id="nadc20234134130-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/gBBKNVJZTmu4US1vbriR"><figcaption><label>Abb.1: </label>Aufbau zur Detektion der Fluoreszenz-Resonatorsignatur (FRS). Links: Spektrometer mit Beleuchtung zur Fluoreszenzanregung innerhalb von Polystyrolkügelchen (µBeads) und zum Auslesen der emittierten Signatur. Rechts: mögliche Zustände der µBeads ohne Oberflächenadsorbat und mit spezifischem Oberflächenadsorbat, das die spektrale Emission verschoben hat.</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Neues Messprinzip</h2><p>Kürzlich haben Fluidects Entwickler das Messprinzip weiter entwickelt. Mussten die µBeads bisher mehrfach gemessen und dazu örtlich fixiert werden, so genügt nun eine einmalige Messung. Diese lässt sich in Bewegung durchführen, also in einem Messkanal, den die Probe mit den µBeads durchläuft (<link href="#nadc20234134130-fig-0002">Abbildung oben). Dies gelingt über eine Algorithmik, welche die spektrale Signatur der fluoreszierenden Resonatoren auswertet und deren Durchmesser unabhängig von der Oberflächenbelegung mit Zielorganismen ermittelt (fluorescent resonator signature, FRS). Damit werden Industrieanwendungen möglich.</p><figure xml:id="nadc20234134130-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/mI3TKKlJRsWCvemLCAqm"><figcaption><label>Abb.2: </label>Bestandteile des Sensorsystems, das eine kleine Menge flüssiger Probe nimmt und diese mit den in einer Patrone gelagerten µBeads vermischt. Nach Inkubation werden die µBeads auf Oberflächenadsorption hin untersucht.</figcaption></figure></figure><p>Die µBeads haben eine hohe Sensitivität und Spezifität. Zudem ist keine aufwendige Probenvorbereitung nötig. Von der automatischen Probennahme bis zur Auswertung dauert es nur wenige Minuten.</p><p>Zurzeit existiert ein Labordemonstrator des Sensorsystems namens Spheroscan. Wissenschaftlich und finanziell unterstützt wurde das Team von der Bundesagentur für Sprunginnovationen Sprind. Es hat die Vorteile des Sensorsystems gegenüber dem Stand der Technik gezeigt. Jetzt entwickelt es eine vollautomatische Fluidik und einen Prototyp. Anschließend soll mit industriellen Anwendungspartnern die Serienentwicklung beginnen.</p><h2 type="main">Biosensoren im Überblick</h2><p>Der Wunsch, Mikroorganismen außerhalb von Laboren und insbesondere zur Prozessüberwachung spezifisch und schnell zu detektieren, ist nicht neu. Aktuell gibt es dafür jedoch noch keine zufriedenstellende Lösung.</p><p>Die gängigen Verfahren der Laboranalytik – darunter PCR, Maldi-TOF, Elisa, Durchflusszytometrie oder mikrobielles Ausplattieren – benötigen eine umfangreiche Probenaufbereitung und manuelle Schritte, die sich schlecht automatisieren lassen. Zudem sind bei den meisten Verfahren Bakterien oder deren DNS zu kultivieren oder zu vervielfältigen.</p><p>Biosensoren, die ohne vorherige Markierung der Mikroorganismen auskommen, etwa Oberfächenplasmonenresonanz oder die Quarz-Mikrowaage, setzen eine aufwendige Fluidik ein. Die Sensoroberfläche wird typischerweise als eine der Kanalwandungen ausgeführt. Diese ist nur begrenzt regenerierbar, sodass die Fluidik regelmäßig zu tauschen oder zu warten ist. Somit ist auch hier ein automatisierter Einsatz schwierig.</p><p>Insgesamt ließ sich bisher keine der genannten Methoden zu einem vollautomatischen Sensor weiterentwickeln und in der Industrie etablieren. Vielmehr dienen bis heute indirekte Parameter, die mit handelsüblichen physikalischen und chemischen Sensoren ermittelt werden (Temperatur, Trübung, pH-Wert etc.), als Indikatoren für das Vorkommen der Targets. Dies wird neuerdings häufig mit Methoden der numerischen Algorithmik oder künstlicher Intelligenz kombiniert. Die Zuverlässigkeit dieser Aussagen reicht jedoch bei kritischen Anwendungen nicht aus.</p><h2 type="main">Weg zur Industrialisierung</h2><p>Mikroben wie Bakterien oder Pilze können Krankheiten auslösen. Gleichzeitig sind sie beispielsweise in Bioreaktoren Produktionsmaschinen für Medikamente, Lebensmittel oder chemische Grundstoffe aus Biomasse.</p><p>Sowohl bei der Abwehr von Pathogenen als auch bei der Prozessoptimierung von Fermentationsanlagen ist es essenziell, die Mikroorganismen in ihrer Art und Menge während des laufenden Prozesses zu identifizieren. Für frische Lebensmittel ist eine lückenlose Prozessüberwachung in Produktionsbetrieben bislang nicht zu gewährleisten. Deshalb gelangen immer wieder belastete Lebensmittel in Verkehr oder einwandfreie Produkte werden verworfen. Auch der unspezifische, oft präventive Antibiotikaeinsatz in der Tierhaltung beruht auf fehlender Analytik. Ebensowenig können konventionelle Analyseverfahren den optimalen Betrieb von Bioreaktoren sichern, um den Rohstoff- und Zeitverbrauch zu reduzieren.</p><p>Die FSR-Technik nutzt sphärische Mikropartikel als Biosensoren, die einer Probe des zu untersuchenden Fluids zugegeben und nach kurzer Inkubationsstrecke optisch ausgelesen werden. Probenvorbereitung, Vermehren der Mikroorganismen oder Tausch der Fluidik entfallen, sodass sich die Methode prozessnah einsetzen lässt.</p><p>Die letzte Hürde auf dem Weg zur industrietauglichen Anwendung besteht darin, die Zuverlässigkeit des Systems im Dauerbetrieb und unter Bedingungen eines Produktionsumfelds zu gewährleisten. Hierzu wird Fluidect ab der zweiten Jahreshälfte Prototypen mit Pilotkunden erproben und im Jahr 2024 ein Serienprodukt auf den Markt bringen.</p><p>Diesen Beitrag haben Tobias Schröter, Klaus Schindlbeck und Michael Himmelhaus verfasst. Alle drei sind Gründer von Fluidect in Jena. Himmelhaus arbeitet seit 20 Jahren auf dem Gebiet der optischen Biosensorik, Schröter entwickelt seit über zehn Jahren optische Geräte, und Schindlbeck verfügt über mehr als 20 Jahre Führungserfahrung in Unternehmen aus Medizintechnik und Lebenswissenschaften. <a href="https://www.fluidect.com" target="_blank">www.fluidect.com</a></p>

Farbtrends

Kohlegrau mit Rötlichkeit

Automobile

Überprüfung Ihres Anmeldestatus ...