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Seite 3 Insider 12/2014 FORSCHUNG Mit 1,4 Millionen Euro unterstützt die Euro- päische Union das Projekt SIKELOR (SIlicon KErf LOss Recycling), das das HZDR koordi- niert. Das Vorhaben will innerhalb von drei Jahren eine industrietaugliche und ressour- censchonende Aufbereitung von Silizium-Ab- fall ermöglichen. Das wertvolle Halbmetall wird in Form von hauchdünnen Scheiben in vielen Solarmodulen verwendet, da es relativ effizient Sonnenenergie in elektrischen Strom umwandelt. Rund 50 Prozent des Ausgangsmaterials geht der Photovoltaik-Industrie aber bei der Produktion der Silizium-Scheiben als Pulver verloren. Weil sich darin Verunreinigungen aus Kohlenstoff, Siliziumkarbid und Oxiden befinden, ist eine Wiederverwendung bislang unmöglich. HZDR-Forscher um Dr. Sven Eckert vom Institut für Fluiddynamik wollen dies gemeinsam mit deutschen und interna- tionalen Partnern nun ändern. Ihre Hoffnung liegt auf dem elektromag- netischen Rühren und Trennen. Mit Magnet- feldern, die durch Spulen induziert werden, wollen sie das eingeschmolzene Siliziumpul- ver von den Verunreinigungen separieren, in- dem sie die Schmutzteilchen an den Rand wandern lassen, um sie dort anzureichern und abzufischen. Ein nicht ganz einfacher Prozess, wie Sven Eckert erläutert: „Vor allem die Frage, wie Magnetfeld und Spule konfiguriert sein müssen, um die verunreinigte Mischung effi- zient zu rühren, beschäftigt uns sehr.“ Der Physiker ist dennoch zuversichtlich: „Wir kön- nen an MULTIMAG, unserer magnetischen Multifunktionsanlage im HZDR, unterschied- liche Strömungsformen und Geschwindigkei- ten einstellen und bauen darauf, dass es uns gelingt, den richtigen Dreh zu finden.“ SIKELOR ist aber nicht das einzige Recyc- ling-Projekt am HZDR. Vor allem am Helm- holtz-Institut Freiberg für Ressourcentechno- logie (HIF) spielt die Wiederaufbereitung von Metallen eine wichtige Rolle. So sucht bei- spielsweise die Abteilung Metallurgie und Re- cycling nach effizienten Wegen, um Hightech- Rohstoffe, wie Indium, Germanium oder Seltene Erden, die häufig in kleinen Mengen in Elektronik- und anderem Schrott, Schla- cken sowie Filterstäuben vorkommen, aufzu- bereiten. Eine wichtige Quelle sind auch Reststoffe und Prozesswässer aus Bergbau, Erzaufbe- reitung und Metallverarbeitung. Viele Berg- bau- und Hüttenhalden in Sachsen enthalten hohe Restmengen der ehemals abgebauten Rohstoffe, die technisch nicht gewinnbar wa- ren, sowie Begleitelemente, die früher als un- wichtig galten. Es geht um Zinn, Zink, Silber und Wolfram, aber auch um Lithium oder In- dium. Ob und wie man diese Ressourcen wirt- schaftlich und umweltfreundlich gewinnen kann, wird derzeit in einem Projekt unter- sucht, das vom HIF koordiniert und vom BMBF finanziert wird. Auch biotechnologische Verfahren könn- ten ein energieeffizienter, umweltfreundlicher und preiswerter Weg sein, um strategische Rohstoffe und Hochtechnologie-Metalle zu gewinnen und zu recyceln. Dafür gibt es eine eigene Arbeitsgruppe Biotechnologie in der Abteilung Aufbereitung. Bioverfahren nutzen Eigenschaften und Stoffwechselprozesse von Bakterien, anderen Mikroorganismen und Bio- molekülen: Diese sind in der Lage, die Roh- stoffe aus dem Erz herauszulösen und selek- tiv abzutrennen. Die Methoden werden bisher vor allem im Kupferbergbau eingesetzt. Die HIF-Wissenschaftler wollen sie nun in einem BMBF-Projekt, das demnächst startet, opti- mieren. AW/SI WIE AUS ABFALL ROHSTOFF WIRD „Die Verknüpfung mit dem HZDR über Onco- Ray bietet großartige Möglichkeiten, um in der Krebsforschung weitere Erfolge zu erzie- len“, ist sich Prof. Nils Cordes, der die Abteilung für Strahlen- biologie am HZDR-Institut für Radioonkologie leitet, sicher. „Es gibt zahlreiche Schnittstellen zwischen der Forschung der Me- dizinischen Fakultät und des Zentrums.“ Der Mediziner, der seit 2010 die Professur für Molekulare und Zelluläre Strahlenbiologie an der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden hält, hofft deshalb durch das Institut für Radioonkologie, die Forschungs- ansätze seiner Arbeitsgruppe noch besser umsetzen zu können. Der gebürtige Bremer beschäftigt sich besonders mit der Frage, un- ter welchen Bedingungen Tumorzellen resis- tent gegen Strahlentherapie und zellschädi- gende Medikamente werden. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Wechselwirkung der Zellen mit dem umge- benden Gewebe. Deshalb stehen die Veran- kerung und das Wanderungs- verhalten von Krebszellen im Fokus seiner Forschung. So konnten Cordes und sein Team für das Glioblastom, den häu- figsten Hirntumor bei Erwach- senen, zeigen, dass Strahlen- therapie die kranken Zellen zwar abtötet – das Potential, sich auf das gesunde Gewebe auszubreiten, blieb jedoch un- verändert. „Eine höhere Emp- findlichkeit der Krebszellen für Strahlen- und Chemotherapie ergibt sich aber, wenn die Verankerung der Tumorzellen im Gewebe unterbunden wird“, erklärt Cordes. Das Normalgewebe bleibt in diesem Fall unbeeinflusst. „Es geht uns darum, neue Therapiean- sätze, die wichtige Funktionen der erkrankten Zellen gezielt hemmen, zu entwickeln und diese zusammen mit Strahlentherapie einzu- setzen, um so die Heilungsrate von Patienten mit bösartigen Tumoren zu verbessern“, er- läutert Cordes. Dieses Ziel verfolgte er bereits vor seinem Wechsel nach Dresden vor neun Jahren, als er noch an der TU München ge- lehrt und am Institut für Radiobiologie der Bundeswehr geforscht hat. Das Wissen will Cordes nun an die Nach- wuchswissenschaftler des HZDR weiterge- ben, um das Zentrum auf dem Gebiet der Krebsforschung noch stärker aufzustellen. Über Kooperationsprojekte möchte er darü- ber hinaus mit den Kollegen des Instituts für Radiopharmazeutische Krebsforschung mo- lekulare Bildgebungsstrategien entwickeln, um potentielle Zielmoleküle für Krebszellen sichtbar zu machen. Hierfür bringt Cordes be- reits seine Kenntnisse im „Virtuellen Institut NanoTracking“, das Dr. Holger Stephan leitet, ein. Die Verknüpfung der Forschungsansätze, die für erhöhte Heilungsraten von Krebs- patienten so entscheidend ist, befindet sich somit auf einem guten Weg. TUMORZELLEN EFFIZIENTER ABTÖTEN Um die sächsischen Bergbauhalden auf Wertstoffe zu untersuchen, führen Wissenschaftler des HZDR und der TU Bergakademie Freiberg in Ehrenfrieders- dorf, Freiberg und Altenberg Probebohrungen durch. Ziel ist eine vollständige Bestandsaufnahme aller enthaltenen Ressourcen, die heute oder in Zu- kunft wichtig sein könnten. Quelle: TUBAF/M. Köhler Prof. Nils Cordes T. Schoch – BMBF/ Unternehmen Region

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