Life Sciences, Health, Bio- & Medtech

Unter Schutzbekleidung und kugelsicheren Westen schwitzt man oft stark. Das kann die Leistung beeinträchtigen und sogar gefährlich werden. Empa-Forscher haben nun Kühlwesten mit eingebauter Kühlung entwickelt.

Ob der Fussball im Tor ist oder nicht, ist oft eine umstrittene, manchmal auch nicht beantwortbare Frage. Lizenzierte Tortechnologien sollen Abhilfe verschaffen. Die Empa hat für die FIFA ein Zulassungsverfahren entwickelt, mit dem die Systeme unter realen Bedingungen getestet werden können.

Ein Mobiltelefon mit Muskeln? Das ist die Neuentwicklung des ETH-Spinoffs «Optotune» im Technologiezentrum der Empa. Neuartige optische Linsen, die mit Hilfe von elektro-aktiven Polymeren – «künstliche Muskeln» – ihre Brennweite stufenlos ändern können, sollen die herkömmlichen Digital-Zooms in zwei bis drei Jahre auf dem Markt ersetzen.

Biotechnology plays an important role in research on materials in the context of life sciences. It allows the synthesis, optimization and functionalization of (macro) molecules that can be used to solve health and performance related problems. Empa uses this technology to develop and new biocatalysts for sustainable chemical processes. Microbiological and biochemical procedures are applied to synthesize bio-based and bio-degradable polymers such as the polyhydroxyalkanoate (PHA) bio- polyesters. Biopolymers are further modified and functionalized, or are blended with suitable additives and processed using various techniques to enable novel applications through «green» materials. (Brochure in English) Topics: Biopolymers Microbial Engineering Biocatalysis

Empa's Medtech activities are concentrated in the research module «Medtech & Advanced Therapeutics», thus combining the expertise and superior infrastructure of at least 10 Empa labs in the field of implant production and development, implant and surface design, material characterisation and in vitro biological evaluation. As a result challenges can be tackled by making use of in-house multidisciplinary competences and approaches. (Brochure in English)

Künftig sollen Videokameras statt Schiedsrichter entscheiden, ob der Ball die Torlinie überquert hat. Empa-Forscher evaluieren die unterschiedlichen Technologien und erklären, wie sie funktionieren.

Mechanischer Abrieb ist ein ungelöstes Problem von Prothesen. Auch bei Modellen mit diamantartigen Kohlenstoffschichten konnten feinste Teile in das umliegende Gewebe gelangen und Entzündungen verursachen. Empa-Forscher fanden den Grund in defekten Grenzflächen und korrodierten Zwischenschichten der Prothesen.

Dioxinverseuchte Lebensmittel sorgten in Deutschland für einen Skandal. Das Gift gelangte über Mischfette ins Tierfutter. Empa-Chemiker Markus Zennegg zeigt, wie sich Dioxin im Labor nachweisen lässt.

In der Bewitterungsanlage der Empa beobachten ForscherInnen, wie unterschiedlich beschichtete und imprägnierte Hölzer auf Regen und Sonneneinstrahlung reagieren. Ihr Ziel ist es, Holz besser schützen zu können. Auch und gerade im Hinblick auf mehrgeschossige Wohnbauten.

Brennt eine Kerze, produziert sie Feinstaub, der die Luft in Innenräumen belastet. Wissenschaftler der Empa und der Universität Bern zeigen, wie während der Verbrennung Rauchpartikel entstehen. Diese gelangen nicht nur tief in die Lunge, sondern können sogar in Zellen und Blutgefässe eindringen.

Joggen, Wandern, Skifahren: Auch FreizeitsportlerInnen haben die Vorzüge von Hightech-Textilien entdeckt. Die Hersteller versprechen wahre Wunder: Die Leibchen sollen bei Kälte wärmen, bei Hitze kühlen und beim Schwitzen die Haut trocken halten. An der Empa wurden die Leibchen getestet.

Wenn bei frostigen Temperaturen auch noch der Wind bläst, fühlt sich dies viel kälter an als es effektiv ist. «Einstein» untersucht das Phänomen «Windchill mit Windmaschine und Infrarotkameras im Empa-Kältelabor. Die Forscher zeigen dabei, wie unterschiedlich Mensch und Husky auf Kälte reagieren.

2004 erlitt der damalige ukrainische Oppositionsführer eine schwere Dioxin-Vergiftung. Empa-Forscher haben aus hunderten Proben von Juschtschenkos Körper den Verlauf der Dioxinvergiftung analysiert und sind zu überraschenden Ergebnissen gekommen.

Kleider mit integrierter Elektronik, so genannte E-Textiles, gelten als nächste grosse Revolution in der Textilindustrie. Forscher der Empa in St.Gallen tüfteln daran, mittels Plasmatechnologie Fasern leitfähig zu machen, um damit beispielsweise Körperfunktionen zu überwachen.

3700 Menschen sterben in der Schweiz jährlich an den Folgen der Feinstaubverschmutzung. ForscherInnen der Empa und der Universität Bern zeigen, wie selbst kleinste Nanopartikel gemessen werden, wie sie aussehen, wie sie ins Blut gelangen und welche Schäden sie im Körper anrichten können.

Wie schützt sich der Körper vor dem Erfrieren? Und stimmt es, dass Frauen schneller frieren als Männer? Warum kann der Genuss von Alkohol in der Kälte tödlich sein? Einstein testete mit der Alpinistin und Empa-Forscherin Veronika Meyer die Auswirkungen der Kälte auf den Körper beim Iglu-Bau und im Kälte-Labor der Empa.

Feuerwehrschutzanzüge haben sich seit den 50er-Jahren ständig weiter entwickelt. Heute bestehen sie aus modernsten Materialien, eingebaute Sensoren fordern die Feuerwehrleute etwa zum rechtzeitigen Rückzug auf. Die Empa testet Feuerwehrbekleidung, entwickelt aber auch neue Fasern und Textilien für den Extremeinsatz.

Hightech-Kühldecken der Empa sollen die Sportpferde der Schweizer Mannschaft an den Olympischen Spielen 2008 vor abrupten Temperaturanstiegen schützen und nach dem Wettkampf vor dem gefürchteten Nachkühleffekt bewahren. Vor dem Ernsteinsatz in China wurden die Decken in der Klimakammer der Empa an Shetlandponys getestet.

MaterialwissenschaftlerInnen der Empa haben Kühlbekleidung entwickelt, um die Schmerzen von PatientInnen mit Multipler Sklerose (MS) zu lindern und ihnen mehr Bewegungsfreiheit zu ermöglichen. Vertrieben wird die Kühlbekleidung von Unico swiss tex in Alpnachstad.

Das Jungunternehmen Optotune mit Sitz an der Empa will den Optik-Markt erobern: Künftig soll jedes Kamera-Handy mit einer ihrer Linsen ausgestattet werden. Doch zunächst musste sich Optotune am Jungunternehmer-Wettbewerb «Venture» vor einer hochkarätigen Jury bewähren mit Erfolg.

In Schweizer Privathaushalten stehen immer mehr Öfen und Cheminées. Der Rauch von kleinen Holzfeuerungen enthält aber gesundheitsschädigende Russpartikel. Ein an der Empa entwickelter Partikelabscheider kann diese Feinstaubemission deutlich vermindern.

Eine an der Empa entwickelte Kompresse fördert die Heilung chronisch offener Wunden, ohne haften zu bleiben. Die Kompresse namens «Tissupor» besteht aus einem mehrlagigen, textilen Gewebe und hat eine Oberflächenstruktur mit winzigen Porenöffnungen.

Das Schwitzverhalten beeinflusst die Leistung von Hochleistungssportlern. Wie genau der Temperaturhaushalt funktioniert und wie mit klug eingesetzten, atmungsaktiven Textilien die Thermoregulation des Körpers unterstützt werden kann, wurde in der Klimakammer an der Empa untersucht.

Stradivari gilt für viele Geigenbauer immer noch als Mass aller Dinge. Die Instrumente des Meisters bergen aber nach wie vor Geheimnisse. Einem davon sind ForscherInnen der Empa auf der Spur: Mit Hilfe von Pilzen wollen sie die Klangqualität des Holzes verbessern und damit Geigen wie vom Maestro «himself» schaffen.

300 Millionen Computer werden weltweit jährlich entsorgt. Bei unsachgemässem Recycling dieses E-Schrotts können grosse Mengen giftige Schadstoffe in die Umwelt gelangen und unsere Gesundheit gefährden. Ein Empa-Projekt soll Schweizer Recycling-Know-how in die Welt hinaus tragen.

Feuerwehr-Schutzbekleidung muss vor allem gegen Hitze und Feuer schützen. Äusserst wichtig sind aber auch die Regulation von Körpertemperatur und Wasserhaushalt. Denn Schwitzen kann im Einsatz zu Dampfverbrennungen führen, die Erhöhung der Körpertemperatur zum Kreislaufkollaps. Empa-Forscher testen neue Materialien zum Schutz vor Flammen und Hitze.

In San Diego fand ein Armdrück-Wettbewerb der besonderen Art statt zwischen Mensch und Maschine. Empa-Forscher haben künstliche Muskeln entwickelt, der ihrem Roboter zum Sieg verhelfen sollen.