Archiv der Kategorie: Nanotechnologie

Could Wearable Computers Be as Harmful as Cigarettes?

The Health Concerns in Wearable Tech

This article is from NyTimes and is published on the Idea due to exigent health concerns:


Credit Tim Robinson

In a similar vein, some researchers and consumers are now asking whether wearable computers will be considered harmful in several decades’ time.

We have long suspected that cellphones, which give off low levels of radiation, could lead to brain tumors, cancer, disturbed blood rhythms and other health problems if held too close to the body for extended periods.

Yet here we are in 2015, with companies like Apple and Samsung encouraging us to buy gadgets that we should attach to our bodies all day long.

While there is no definitive research on the health effects of wearable computers (the Apple Watch isn’t even on store shelves yet), we can hypothesize a bit from existing research on cellphone radiation.

The most definitive and arguably unbiased results in this area come from the International Agency for Research on Cancer, a panel within the World Health Organization that consisted of 31 scientists from 14 countries.

After dissecting dozens of peer-reviewed studies on cellphone safety, the panel concluded in 2011 that cellphones were “possibly carcinogenic” and that the devices could be as harmful as certain dry-cleaning chemicals and pesticides. (Note that the group hedged its findings with the word “possibly.”)

The W.H.O. panel concluded that the farther away a device is from one’s head, the less harmful — so texting or surfing the Web will not be as dangerous as making calls, with a cellphone inches from the brain. (This is why there were serious concerns about Google Glass when it was first announced and why we’ve been told to use hands-free devices when talking on cellphones.)

A longitudinal study conducted by a group of European researchers and led by Dr. Lennart Hardell, a professor of oncology and cancer epidemiology at Orebro University Hospital in Sweden, concluded that talking on a mobile or cordless phone for extended periods could triple the risk of a certain kind of brain cancer.

There is, of course, antithetical research. But some of this was partly funded by cellphone companies or trade groups.

One example is the international Interphone study, which was published in 2010 and did not find strong links between mobile phones and an increased risk of brain tumors. The Centers for Disease Control and Prevention concluded in 2014 that “more research is needed before we know if using cell phones causes health effects.”

Another study, in The BMJ, which measured cellphone subscription data rather than actual use, said there was no proof of increased cancer. Yet even here, the Danish team behind the report acknowledged that a “small to moderate increase” in cancer risk among heavy cellphone users could not be ruled out.

But what does all this research tell the Apple faithful who want to rush out and buy an Apple Watch, or the Google and Windows fanatics who are eager to own an alternative smartwatch?

Dr. Joseph Mercola, a physician who focuses on alternative medicine and has written extensively about the potential harmful effects of cellphones on the human body, said that as long as a wearable does not have a 3G connection built into it, the harmful effects are minimal, if any.

“The radiation really comes from the 3G connection on a cellphone, so devices like the Jawbone Up and Apple Watch should be O.K.,” Dr. Mercola said in a phone interview. “But if you’re buying a watch with a cellular chip built in, then you’ve got a cellphone attached to your wrist.” And that, he said, is a bad idea.

(The Apple Watch uses Bluetooth and Wi-Fi to receive data, and researchers say there is no proven harm from those frequencies on the human body. Wearables with 3G or 4G connections built in, including the Samsung Gear S, could be more harmful, though that has not been proved. Apple declined to comment for this article, and Samsung could not be reached for comment.)

Researchers have also raised concerns about having powerful batteries so close to the body for extended periods of time. Some reports over the last several decades have questioned whether being too close to power lines could cause leukemia (though other research has also negated this).

So what should consumers do? Perhaps we can look at how researchers themselves handle their smartphones.

While Dr. Mercola is a vocal proponent of cellphone safety, he told me to call him on his cell when I emailed about an interview. When I asked him whether he was being hypocritical, he replied that technology is a fact of life, and that he uses it with caution. As an example, he said he was using a Bluetooth headset during our call.

In the same respect, people who are concerned about the possible side effects of a smartwatch should avoid placing it close to their brain (besides, it looks a little strange). But there are some people who may be more vulnerable to the dangers of these devices: children.

While researchers debate about how harmful cellphones and wearable computers actually are, most agree that children should exercise caution.

In an email, Dr. Hardell sent me research illustrating that a child’s skull is thinner and smaller than an adult’s, which means that children’s brain tissues are more exposed to certain types of radiation, specifically the kind that emanates from a cellphone.

Children should limit how much time they spend talking on a cellphone, doctors say. And if they have a wearable device, they should take it off at night so it does not end up under their pillow, near their brain. Doctors also warn that women who are pregnant should be extra careful with all of these technologies.

But what about adults? After researching this column, talking to experts and poring over dozens of scientific papers, I have realized the dangers of cellphones when used for extended periods, and as a result I have stopped holding my phone next to my head and instead use a headset.

That being said, when it comes to wearable computers, I’ll still buy the Apple Watch, but I won’t let it go anywhere near my head. And I definitely won’t let any children I know play with it for extended periods of time.

Addendum: March 21, 2015 Editors’ Note on
The Disruptions column in the Styles section on Thursday, discussing possible health concerns related to wearable technology, gave an inadequate account of the status of research about cellphone radiation and cancer risk.

Neither epidemiological nor laboratory studies have found reliable evidence of such risks, and there is no widely accepted theory as to how they might arise. According to the World Health Organization, “To date, no adverse health effects have been established as being caused by mobile phone use.” The American Cancer Society, the National Cancer Institute, the Food and Drug Administration and the Centers for Disease Control and Prevention have all said there is no convincing evidence for a causal relationship. While researchers are continuing to study possible risks, the column should have included more of this background for balance.

In addition, one source quoted in the article, Dr. Joseph Mercola, has been widely criticized by experts for his claims about disease risks and treatments. More of that background should have been included, or he should not have been cited as a source.

An early version of the headline for the article online — “Could Wearable Computers Be as Harmful as Cigarettes?” — also went too far in suggesting any such comparison.


Die Zukunft der Menschheit wird fantastisch

Wie werden wir in 100 Jahren leben? Diese Frage hat der Physiker Michio Kaku den 300 klügsten Köpfen aus Wissenschaft und Forschung gestellt. Die Antworten sind atemberaubend.

Schöne neue Welten: Zum Beispiel im All. In den siebziger Jahren des 20. Jahrhunderts machte man sich intensiv Gedanken über Kolonien im All als alternativem Lebensraum – zum Beispiel bei der Nasa. Die ließ auch gleich mal skizzieren, wie so etwas aussehen könnte. Hier: Eine „zylindrische“ Kolonie, entworfen von Rick Guidice.

Nein, die Welt wird nicht untergehen. Sie wird sich verändern. Dramatisch verändern. Auf Weltuntergangszenarien, die uns im warmen Wohnzimmer kalte Schauer über den Rücken laufen lassen, verzichtet Michio Kaku in seinem Buch „Die Physik der Zukunft“.

Im Gegenteil, der Star-Physiker und Bestsellerautor präsentiert sich als Optimist und glaubt fest daran, dass in 100 Jahren viel mehr Menschen viel besser leben als heute, und dass uns Wissenschaft und Forschung Wege in eine großartige, aufregende, wunderschöne Zukunft weisen können.

Warum sehen die meisten Menschen eher schwarz, wenn es um die Zukunft geht? Bücher über das Ende der Menschheit gibt es wie Sand am Meer. Die Katastrophe lauert an jeder Ecke. Das Klima, die Weltwirtschaft, Handystrahlen, Nanotechnik, das Internet – unser Ende scheint nah.

Das menschliche Gehirn ist ein Meister darin, lauernde Gefahren zu entdecken. In allen Ecken und Winkeln wird nach möglichen Bedrohungen gesucht. Mit diesem Erfolgsrezept der Evolution ist der Mensch sehr weit gekommen. Aber die Fähigkeit, auch gute Nachrichten wahrzunehmen, ist in unserer Spezies nicht sehr ausgeprägt.

Wie Forscher die Zukunft der Menschheit sehen

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Michio Kaku: Die Physik der Zukunft. Rowohlt-Verlag, 608 S.; 24,95 Euro<br /><br />

Foto: Rowohlt Michio Kaku: Die Physik der Zukunft. Rowohlt-Verlag, 608 S.; 24,95 Euro

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Der Autor Michio Kaku arbeitet und lehrt als Professor für theoretische Physik an der City University of New York<br /><br />

Foto: WireImage Der Autor Michio Kaku arbeitet und lehrt als Professor für theoretische Physik an der City University of New York

Für sein ausführliches Szenario auf fast 600 Seiten hat Michio Kaku 300 Forscher in aller Welt befragt, die in den Wissenschaftsgebieten der künstlichen Intelligenz, Raumfahrt, Medizin, Biologie und Nanotechnologie führend sind. Wie sehen sie unsere Zukunft? Wie wird die Welt in 100 Jahren aussehen? Die Antworten sind atemberaubend. Und Kaku ist mit seinem Optimismus nicht allein auf weiter Flur.

Die beiden Forscher und Autoren Peter H. Diamandis und Steven Kotler schreiben: „Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit sind unsere Fähigkeiten heute so groß wie unsere Sehnsüchte und Wünsche. Der technische Fortschritt bietet uns die Möglichkeit, den Lebensstandard jedes Menschen auf der Erde deutlich zu verbessern.“

Ist das Science-Fiction? Ja. Aber im besten Sinne. Jede beschriebene technische Entwicklung ist mit den universell gültigen physikalischen Gesetzen vereinbar. Wir müssen für die folgenden Szenarien keine neue Physik erfinden. Keine neuen Naturkonstanten werden eingeführt, damit die Rechnung am Ende aufgeht und eine schwarze Zahl unter dem Strich steht.

Welche Vorhersagen eintraten

Kaku hat genau studiert, welche Vorhersagen vor 50, 70 und 100 Jahren gemacht wurden und welche davon eingetroffen sind. Dabei hat er festgestellt, dass immer die Forscher richtig lagen, die bereits bestehende Techniken in die Zukunft verlängert und weitergedacht haben. Immer nach dem Motto: Wo haben wir schon einen Schritt in die richtige Richtung gemacht?

Kaku scheut aber auch nicht davor zurück, immer wieder auf Science-Fiction-Serien wie „Raumschiff Enterprise“ hinzuweisen, deren Schöpfer offenbar häufig auf der richtigen Spur waren, wenn es um Voraussagen für die Zukunft ging. Können Sie sich an den sogenannten „Tricorder“ erinnern? Mit dem piepsenden Diagnosegerät hat „Pille“, der Schiffsarzt der „Enterprise“, berührungslos seine Patienten untersucht. In Zukunft werden wir über ein ähnliches Gerät verfügen, wenn die Forschung so weitermacht. Die gewaltigen Computertomografen werden auf die Größe von Smartphones zusammenschrumpfen und zum wichtigsten Utensil der Alltagsmedizin.

Willkommen an Bord der „Enterprise“. Machen wir uns auf die Reise in die Zukunft der Menschheit, die unsere Kinder wahrscheinlich noch erleben werden. Denn laut einer Voraussage der befragten Forscher wird der Mensch seine Lebenszeit in naher Zukunft dramatisch verlängern. Wunderbar, denn in der Welt der Zukunft sind die Aussichten einfach überwältigend.

Ist der Mensch der Zukunft unsterblich?

Zumindest werden wir das Altern in 100 Jahren erheblich verlangsamen können und die unbequemen Auswirkungen nicht mehr so drastisch spüren. Noch optimistischer ist Informatiker Gerald Sussman: „Ich fürchte, dass ich zur letzten Generation gehöre, die noch sterben muss.“ Aber wie kann das möglich sein? Helfen sollen die Wunder der Biotechnologie. Ein wichtiger Schlüssel für diese neuen Möglichkeiten der Medizin ist die Entschlüsselung der menschlichen DNA.

Der Physiker Francis Crick und der Genetiker James Watson lasen im Jahr 1953 als erste Forscher den Code der DNA als Abfolge von Nukleinsäuren. Das Buch des Lebens war aufgeschlagen. Seitdem ging es rasend schnell, und es wird nicht mehr lange dauern, bis jeder Mensch das Buch seines eigenen Lebens auf einer DVD mit sich herumtragen kann.

Bereits um das Jahr 2050 kann es dann möglich sein, den eigenen Alterungsprozess aktiv zu steuern. Defekte Gene werden schneller repariert und so das Leben der Zellen verlängert. Helfen kann dabei eine Reduzierung der Kalorienzufuhr, ohne die Nachteile wie Hunger und Lethargie in Kauf zu nehmen. Um unsere Jugend in Zukunft länger zu erhalten, sind fünf Punkte wichtig, an denen derzeit intensiv geforscht wird:

1. Die Züchtung gesunder Organe, die erkrankte Organe ersetzen können.

2. Die Anregung des Selbstheilungsprozesses von erkrankten Zellen.

3. Die gezielte Aktivierung von Genen, die den Alterungsprozess verlangsamen.

4. Ein gesünderer Lebenswandel.

5. Die frühe Erkennung von Krebs.

Doch die eigene Natur steht dem Menschen auf dem Weg zur Unsterblichkeit im Wege. Denn dass der Mensch im Laufe der Evolution immer sterblich geblieben ist, hat seinen Grund. Entwicklungsgeschichtlich ist der Tod für die Gemeinschaft von Vorteil. Denn nach ihren fruchtbaren Jahren werden Tiere irgendwann zur Belastung für die Herde. Sie sterben – und verbessern so die Chancen der eigenen Nachkommen zu überleben. Doch eine Neuprogrammierung dieser evolutionären Gegebenheiten und eine dramatische Steigerung der Lebenserwartung scheinen möglich.

Ist das ewige Leben überhaupt wünschenswert?

Wird unsere Erde nicht unter der Last der Menschen zusammenbrechen? Die Forscher haben einige Gegenargumente für dieses populäre Untergangsszenario gefunden: Wahrscheinlich werden die Menschen der Zukunft viel weniger Kinder bekommen. Das ist heute schon in Europa und Japan der Fall. „Das stärkste Verhütungsmittel der Welt ist der Wohlstand“, schreibt Kaku und schätzt, dass die Weltbevölkerung nicht ewig rasant weiter wachsen wird, sondern sich im Jahr 2100 auf dem Niveau von etwa elf Milliarden Menschen stabilisieren wird.

Derzeit leben etwa sieben Milliarden Menschen auf der Erde. Auch Bill Gates, Mitbegründer von Microsoft, ist dieser Meinung: „Das Beste, was man tun kann, um das Bevölkerungswachstum zu bremsen, ist, den Gesundheitszustand der betreffenden Menschen zu verbessern. Da, wo die Leute gesünder werden, bekommen sie innerhalb einer halben Generation auch weniger Kinder.“

Die Ernährung der vielen Menschen könnte ebenfalls gesichert sein, wenn wir in Zukunft bereit wären, gentechnisch veränderte Lebensmittel zu akzeptieren. Derzeit wird über die Gentechnik in Lebensmitteln noch erbittert gestritten und aus einer vielversprechenden Technik eine Weltanschauungsfrage gemacht.

Gentechnisch veränderte Lebensmittel

Wahrscheinlich wird sich die Gentechnik am Ende trotzdem durchsetzen. Genauer gesagt, sie hat sich schon durchgesetzt. Genetisch modifizierte Organismen sind die am schnellsten wachsende neue Technologie in der Landwirtschaft. Auf 38 Prozent aller Landflächen der Erde werden derzeit Lebensmittel angebaut. In den 60er-Jahren hätten wir für dieselbe Menge Nahrung noch 80 Prozent der Erdfläche gebraucht. Wir lernen dazu. Und das immer schneller.

Ein Professor für Gesundheitswesen an der Columbia University in New York hat noch eine Lösung für Ernährungsprobleme parat: vertikale Farmen in Form von Wolkenkratzern. Die Studenten von Dickson Despommier haben ausgerechnet, dass 150 vertikale Farmen, die als Hydrokulturen betrieben werden, ausreichten, um New York City mit Nahrung zu versorgen. Parabolspiegel versorgen die Pflanzen mit Sonnenlicht, nachts übernehmen Wärmelampen.

Fast drei Viertel des Endpreises von Nahrungsmitteln entstehen durch Lagerung, Transport und Versand. Der Kopfsalat aus vertikalen Farmen könnte sich seine Reisekosten sparen. In Japan werden bereits „Pflanzenfabriken“ betrieben, in denen die Angestellten bis zu 20 Mal im Jahr Salat ernten. Auch in Schweden, China und Singapur wird an solchen Anbaubetriebe gearbeitet.

Jeder Tag beginnt mit einem Gesundheitscheck

Ein ganz normaler Tag in der Zukunft beginnt mit einem automatischen Gesundheitscheck: Schon beim Zähneputzen im Bad wird der menschliche Körper von Sensoren gescannt. Vielleicht direkt vom Hightech-Badezimmerspiegel. Besonders das Gen p53 wird dabei genau unter die Lupe genommen. Denn fast an der Hälfte aller häufigen Krebsarten ist eine Mutation an diesem Gen beteiligt. Sollte es Hinweise auf Krebs geben, werden sofort Nanopartikel in den Körper injiziert, die die Krebszellen direkt ausschalten.

Nach der Morgentoilette erhalten Sie in Zukunft direkt detaillierte Informationen über ihren Gesundheitszustand. Sollte ein Organ erkrankt sein, wird direkt ein neues bestellt, gezüchtet aus Ihren eigenen Zellen. Der Mediziner ist ein intelligentes Computerprogramm, das jede Krankheit diagnostizieren kann. Besser als jeder Arzt aus Fleisch und Blut. Wenn Sie wollen, können Sie jederzeit direkt mit ihm sprechen. Er wird einfach als Hologramm in Ihre Wohnung projiziert. Nur bei unerklärlichen Phänomenen wird ein „echter“ Arzt direkt mit seinem Patienten kommunizieren. „Direkt“ heißt in diesem Fall: per Videotelefon.

Für die perfekte medizinische Versorgung der Zukunft wird die Stammzellenforschung besonders wichtig sein. Denn Stammzellen haben die Fähigkeit, sich in jeden Zelltyp des menschlichen Körpers zu verwandeln. Sehr viele Krankheiten werden durch ihren Einsatz heilbar. Auch so komplizierte Krankheitsbilder wie Krebs im frühen Stadium und Rückenmarksverletzungen.

Forscher lassen Fingerspitzen nachwachsen

Stephen Badylak von der University of Pittsburgh ist es gelungen, mit der Hilfe von Stammzellen Fingerspitzen nachwachsen zu lassen, die abgeschnitten waren. Ein Zentimeter Gewebe und der Fingernagel konnten bereits regeneriert werden. Sein nächstes Ziel ist es, ein ganzes menschliches Glied nachwachsen zu lassen. Er hat sich lange und intensiv mit Eidechsen beschäftigt, bei denen ein verlorener Schwanz nachwächst.

Anthony Atala ist Gewebeforscher an der Wake Forest University und schon einen Schritt weiter: „Die Zahl der Patienten, die auf der Warteliste für Organtransplantation stehen, hat sich in den vergangenen zehn Jahren verdoppelt. Die Anzahl der Transplantationen blieb gleich. Wir konnten bisher bereits menschliche Ohren, Finger, Harnröhren und Herzklappen im Labor züchten.“ Sein nächstes Projekt ist das Züchten einer Niere. Sie ist eines der kompliziertesten menschlichen Organe. Er hofft dabei auf eine Technik, die gerade dramatische Vorschritte macht: das 3-D-Druckverfahren.

Es ist ein alter Menschheitstraum, alle Krankheiten und das Alter zu besiegen. So ganz und endgültig wird das wahrscheinlich nie gelingen. Dafür ist der Gegner zu schlau und mächtig. Wir leben in einem Meer von Bakterien und Viren, die sich rasend schnell verändern. Und auf diese Veränderungen müssen wir uns immer wieder einstellen. Bis heute haben wir es trotz großer Bemühungen noch nicht einmal geschafft, das Rhinovirus zu besiegen. Der Schnupfen wird uns wohl für alle Zeiten verfolgen.

Die Zukunft der Energie

Fossile Brennstoffe gehen zu Ende. Irgendwann. Das steht fest. Viele Weltuntergangsszenarien haben mit diesem misslichen Umstand zu tun. Auch wenn gerade in den USA sehr erfolgreich neue Methoden zum Abbau immer neuer Reserven angewendet werden. Aber trotzdem sind die Aussichten nicht so schlecht, wie manche vermuten. Denn es gibt Alternativen. „Das Steinzeitalter endete nicht, weil es keine Steine mehr gab. Und das Ölzeitalter wird enden, lange bevor der Welt das Öl ausgeht“, sagt James Canton, Leiter der in San Francisco ansässigen Denkfabrik Institute for Global Futures.

Aber wo versteckt sich diese Energie der Zukunft? Am Himmel! In den Sternen! In diesem Jahrhundert werden wir die Energie der Sterne anzapfen, schreibt Kaku, also die der Sonne zum Beispiel. Eine andere Hoffnung ist drastische Energieeinsparung. Durch Magnetismus etwa werden Autos, Züge und Skateboards in Zukunft reibungslos durch die Luft gleiten. Der Energieverbrauch würde drastisch sinken.

Der Verbrauch von fossilen Brennstoffen verändert gerade unser Klima. Über das Ausmaß und die Gefährlichkeit streiten die Experten. Die Gefahren sieht auch Kaku, weil diese Methode der Energiegewinnung derzeit immer noch die günstigste ist. Besonders tief gelegene Gebiete wie das Mekongdelta in Vietnam, das Gangesdelta in Bangladesch oder das Nildelta sind durch den Anstieg des Meerwasserspiegels gefährdet. Doch Kaku sieht auch hier einen Ausweg: Mitte des Jahrhunderts sollten wir dank einer Kombination aus Kernfusion, Sonnenenergie und erneuerbaren Energien die Erwärmung stoppen können.

Umweltfreudliche Kernfusion wird ab 2030 Wirklichkeit

Die Energie, die bei einer Kernfusion frei wird, ist gewaltig – und nicht zu verwechseln mit der Kernspaltung, die wir in Deutschland gerade abgeschafft haben. Der Treibstoff für die Fusion ist Wasser. Ein Viertelliter davon enthält genauso viel Energie wie 500.000 Barrel Petroleum. Durch Kernfusion wird das gesamte Universum mit Energie versorgt. Wasserstoffgas wird unter gewaltigem Druck erhitzt, bis die Atomkerne miteinander verschmelzen. Diese Naturgewalt lässt auch die Sterne strahlen.

Bis heute ist es immer nur bei der Ankündigung dieser sagenhaften Technik geblieben. Kaku geht davon aus, dass im Jahr 2030 endlich die Zeit dafür gekommen ist. Fusionsreaktoren werden entstehen, die umweltfreundlich betrieben werden können, weil kaum Abfall entsteht und es nicht die Gefahr einer Kernschmelze gibt. „Wir wissen inzwischen, dass eine Fusion funktioniert. Die Frage ist nur, ob sie sich rechnet“, sagt David E. Baldwin von General Atomics, der einen der größten Reaktoren beaufsichtigt. Doch das scheint nur eine Frage der Zeit zu sein.

Forscher des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums haben ausgerechnet, dass der Energieverbrauch der Welt für alle Zeiten gedeckt wäre, wenn wir es schaffen würden, die Energie der Sonnenstrahlung anzuzapfen, die die Wüste in Nordafrika jeden Tag abbekommt. Afrika wäre auf einen Schlag größter Energieexporteur der Welt. Die Leistung von Fotovoltaik-Anlagen, die aus Sonne Strom machen können, nimmt immer schneller zu. Die Kosten sinken durch bessere Herstellungstechniken.

Vielleicht haben Sie keine Lust, Ihr Hausdach mit hässlichen Sonnenkollektoren zu verschandeln. Dann gibt es wahrscheinlich schon bald eine Lösung. „Statt dass Sie Ihr ganzes Dach zur Fotovoltaik-Zelle umbauen müssen, genügen in Zukunft kleine Antennen, die die Photonen anziehen“, sagt Dr. Michael Strand, Leiter eines Forschungsteams. Vielleicht werden aus unseren Fenstern und Hauswänden Sonnenkollektoren, die auch aus künstlichem Licht Strom machen können.

Magnetautos gleiten widerstandslos über den Boden

In fernerer Zukunft liegt das Zeitalter des Magnetismus. Der größte Teil unserer Energie wird heute lediglich dazu verwendet, Reibungskräfte zu überwinden. Reibung zwischen Straßenbelag und Rädern, zwischen Karosserie und Luft. Bei Magnetautos wäre das anders. Einmal angeschoben, gleiten sie widerstandslos über den Boden, wenn auch der Luftwiderstand bleibt.

Lösungen für diese Technik liefert die Supraleitung. Die Kosten dafür sinken gerade rasant, und man muss die Umgebung nicht mehr so stark kühlen wie noch vor ein paar Jahren. Mit Supraleitungen könnten wir sehr starke, permanente Magnetfelder erzeugen. Im Labor kann man damit bereits Gegenstände zum Schweben bringen. Auf Youtube gibt es hübsche Videos zu diesem Thema. Bis zum „Hoverboard“ aus dem Film „Zurück in die Zukunft“, einem Skateboard, das scheinbar schwerelos durch die Luft gleitet, ist es also nicht mehr so weit, wie wir annehmen.

Zum Ende des Jahrhunderts könnte unsere Energie schließlich aus dem All kommen. Satelliten sollen in der Umlaufbahn die Sonnenstrahlung auffangen, bündeln und dann auf die Erde schicken. Schon jetzt spricht technisch nichts gegen diese Technik. Nur die hohen Kosten, um Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen.

„Die Solarenergieproduktion im Weltraum könnte eine wichtige alternative Energiequelle sein, wenn fossile Brennstoffe verschwinden“, meint Kensuke Kanekiyo vom Institut für Energiewirtschaft, das im Auftrag der japanischen Regierung forscht. Für diese Pläne braucht es allerdings eine neue Generation von wirtschaftlichen Trägerraketen, die die Kosten senken.

Der Mensch ist in Zukunft also nicht auf fossile Brennstoffe angewiesen. Die größte Energiequelle leuchtet jede Nacht am Sternenhimmel über uns. Wir müssen nur noch lernen, sie anzuzapfen.

Die Zukunft der Roboter und Computer

Das Tempo der modernen Welt wird vom Tempo der Computer bestimmt. Und deren Geschwindigkeit nimmt stetig zu. Die Rechenkapazität von Computern verdoppelt sich etwa alle 18 Monate. Computerspielkonsolen besitzen heute mehr Rechenleistung als die Großrechner in vergangenen Jahrzehnten.

Ein Smartphone verfügt über mehr Leistung als die Nasa im Jahr der Mondlandung 1969. In Zukunft werden wir von Computern umzingelt sein. Sie sehen allerdings anders aus oder sind überhaupt nicht mehr als Computer zu erkennen. In jedem Gegenstand, jeder Wand, jeder Tapete, in allem, was uns umgibt wird sich ein rechnender Chip befinden, der mit dem Internet verbunden ist.

Unsere Umgebung wird intelligent. Ein Raum wird bemerken, wenn Sie ihn betreten, und er wird dafür sorgen, dass an den richtigen Stellen das Licht angeht und eine vernünftige Temperatur herrscht. Computer gehen in unserer Umgebung auf und werden unsichtbar und lautlos unsere Befehle ausführen, weil wir sie mit unseren Gedanken steuern.

Auch Autos werden intelligent. Sie fahren, vom Computer gelenkt, ohne Lenkrad und Fahrer zu ihrem Ziel. Die Insassen können sich entspannen, sich unterhalten oder einen Film schauen. Unfälle und Staus gehören der Vergangenheit an. GPS-Systeme und Radar sorgen für freie Fahrt und lenken sicherer durch den Verkehr der Zukunft, als es ein Mensch jemals könnte.

Das Telefon wird durch Telepräsenz ersetzt

Unsere Gesprächspartner erscheinen als 3-D-Hologramme, die mit uns an einem Tisch oder auf dem Sofa sitzen. Zum Glück gibt es einen Universalübersetzer, der dafür sorgt, dass Sie sich mit Menschen aus aller Welt unterhalten können.

Am Ende dieser rasanten Entwicklung wird der menschliche Geist in der Lage sein, Objekte in der Umgebung zu beherrschen, und der Computer wird in jeder Millisekunde unsere Wünsche lesen können – noch bevor sie uns bewusst werden. Wir erschaffen uns in jedem Moment unseres Lebens eine individuelle Umwelt. Eine Mischung aus virtueller und realer Welt. Objekte tragen neben einem Chip einen winzigen Supraleiter in sich, der magnetische Pulse erzeugt. Dadurch lassen sich Dinge allein mit der Kraft unserer Gedanken durch den Raum bewegen. Auch Roboter und Avatare.

Die Intelligenz von Robotern und Maschinen nimmt stetig zu. Eine menschliche Gestalt werden sie wohl nicht annehmen. Ihre Form verändert sich je nach Aufgabe, weil sie aus Modulen bestehen, die sich in immer neuen Formen zusammensetzen. So können sie verschiedenste Aufgaben für die Menschen erledigen. Sie reparieren die Infrastruktur der Städte. Rohrsysteme, Leitungen, Straßen und Brücken. Sie werden als Chirurg, Koch oder Musiker eingesetzt. Überall, wo größte Präzision gefragt ist. In Japan gibt es jetzt schon einen Roboterkoch, der Fast-Food-Gerichte zubereiten kann, und einen Roboter, der sehr gut Flöte spielt.

Simulation des menschlichen Gehirns

Das menschliche Gehirn ist im Gegensatz zum Computer unendlich langsam. Aber es kann Dinge, die dem Computern schwerfallen: Es behandelt viele Probleme gleichzeitig, es kann sehr schnell Muster erkennen, und es lernt ununterbrochen. Trotzdem sind die führenden Forscher auf diesem Gebiet sicher, dass Mitte des Jahrhunderts genügend Rechenleistung zur Verfügung steht, um das menschliche Gehirn zu simulieren. Bis jetzt haben wir allerdings noch nicht einmal vollständig verstanden, wie der Mensch denkt. Wir wissen nicht, wie ein Wurm funktioniert, obwohl die Lage sämtlicher Neuronen in seinem Nervensystem kartografiert ist.

Auch auf die Frage, wann Computer eine Art Bewusstsein entwickeln könnten, gibt es keine Antwort oder Vorhersage. Bis jetzt ist noch nicht einmal geklärt, was Bewusstsein eigentlich ist. Ein paar Dinge gehören wohl dazu: detailliertes Wahrnehmen der Umwelt, Selbstwahrnehmung, lautlos mit sich selber sprechen, Interaktion und vorausschauendes Handeln. In diesen Disziplinen sind Computer bis heute eher schlecht.

Ist es trotzdem denkbar, dass wir gerade an unserem Nachfolger in der Evolutionskette basteln? Werden uns die Computer überflügeln und irgendwann intelligenter als der Mensch sein? Wird am Ende die Erde zu einem gigantischen Supercomputer, weil die Maschinen die Macht übernehmen? Es gibt Forscher, die sich so ein Szenario ernsthaft vorstellen können. Danach werden unsere Computer am Ende ins All hinausziehen und andere Planeten, Sterne und Galaxien in Supercomputer verwandeln.

Computer, weit über menschlicher Leistungsfähigkeit

Prominenter Vertreter dieser eher abstrakt erscheinenden Idee ist der bekannte Unternehmer, Erfinder und Bestseller-Autor Ray Kurzweil. Ein Mann, der nicht gerade als Spinner gilt und quasi nebenbei den Synthesizer erfunden hat. Kurzweil meint, dass bereits im Jahr 2045 intelligente Computer sich selbst reproduzieren und die menschliche Leistungsfähigkeit weit übertreffen werden.

Mit ihrem unstillbaren Appetit nach immer mehr Energie verschlingen sie irgendwann alles und beeinflussen die Geschichte des Universums. Er nennt das „Singularität“. Inzwischen wurde eine Universität im kalifornischen Silicon Valley gegründet, die sich mit genau dieser Frage auseinandersetzt.

Eine andere Denkrichtung geht davon aus, dass der Mensch mit der Maschine verschmelzen wird. Unser Gehirn verbessert durch eine zusätzliche Schicht von Neuronen seine Leistungsfähigkeit. Ein erster matter Abglanz dieser Technik ist eine Brille, die uns Daten, Zahlen, den richtigen Weg und eine Gesichtserkennung direkt auf die Netzhaut projizieren kann. Dazu kommen elektronische Bauteile, die dem menschlichen Körper übernatürliche Fähigkeiten verleihen.

Vielleicht entledigen wir uns irgendwann komplett unserer plumpen Körper, und der menschliche Geist wird zu einem Computerprogramm, das man auf verschiedene Maschinen herunterladen kann.

Die Zukunft der Dinge

Was unterscheidet den Menschen von den meisten Tieren? Unter anderem, dass der Mensch alle Arten von Werkzeugen benutzt. Durch Pfeil und Bogen, später die Beherrschung von Schusswaffen, konnten immer mehr Menschen mit Nahrung versorgt werden. Die Hütten aus Lehm und Stroh wurden mit der Metall-Herstellung von größeren, solideren Gebäuden abgelöst.

Bereits jetzt steht uns das mächtigste Werkzeug zur Verfügung, das Menschen jemals besessen haben. Wir sind in der Lage, einzelne Atome, also den Grundbaustoff aller Dinge, die uns umgeben, zu manipulieren. So ist heute etwa die Produktion von Materialien denkbar, von denen wir bisher nur geträumt haben: Sie werden immer leichter, stärker, können mit neuen elektrischen und magnetischen Eigenschaften ausgestattet werden.

Per Rasterelektronenmikroskop lassen sich einzelne Atome beobachten und manipulieren. Noch vor wenigen Jahren erschien es ausgeschlossen, jemals ein Atom beobachten zu können. Jetzt können wir sogar mit ihnen spielen. Bei IBM in San Jose basteln Wissenschaftler aus einzelnen Atomen primitive Maschinen. Mit einer mikroskopischen Pinzette ist es möglich, ein einzelnes Atom an eine andere Stelle zu bewegen und zum Beispiel den Schriftzug IBM zu bauen.

Nanotechnologie eröffnet fantastische Möglichkeiten

Auch die US-Regierung glaubt an die Nanotechnologie in fast allen Bereichen der Wirtschaft und hat im Jahr 2009 1,5 Milliarden Dollar für die Forschung zur Verfügung gestellt. Wenn man Kaku folgt, hat sie gute Gründe dafür: „Mithilfe der Nanotechnologie ließe sich vielleicht bis Ende des Jahrhunderts eine Maschine bauen, die alles aus fast nichts schaffen kann.“

In der Medizin gäbe es für Nanogeräte sicherlich sinnvollere Einsatzgebiete. Moleküle, die aus Nanopartikeln bestehen, könnten Antikrebsmedikamente im menschlichen Körper an den Einsatzort bringen. So ließen sich die Nebenwirkungen der Chemotherapie, die auch gesunde Zellen angreift, eingrenzen. Nanopartikel würden von normalen Blutzellen abprallen und nicht in sie eindringen, weil sie zu groß dafür sind. Krebszellen weisen große, unregelmäßige Poren auf. Eine perfekte Angriffsfläche. Dort würden die Partikel gezielt die Wirkstoffe freisetzen.

Eine weitere medizinische Einsatzvariante ist das sogenannte „Nanoauto“, an dem jetzt schon geforscht wird. Ziel ist es, die Chirurgie komplett abzuschaffen. Reparaturarbeiten werden durch diese Nanoautos direkt im menschlichen Körper erledigt. Sie werden von Magneten durch unseren Blutstrom direkt zum erkrankten Organ gelenkt und führen hier operative Eingriffe aus.

Forscher bei Intel arbeiten daran, die Gestalt der Dinge auf Knopfdruck zu verändern. Computerchips in der Größe eines Sandkorns richten sich durch elektrische Ladungen aus und nehmen so unterschiedlichste Gestalt an. Wenn Ihnen ihr Handy zu groß für ihre Jackentasche ist, verkleinert es sich. Oder es entfaltet sich zu einem Bildschirm, auf dem Sie einen Film anschauen können. Schon jetzt denken Autodesigner darüber nach, wie man aus einem familienfreundlichen Kombi per Schalter ein Sportcoupé für das Wochenende machen kann.

Eine Software verändert die Gestalt von Möbel

Am Ende dieser Entwicklung steht die programmierbare Materie. Software bestimmt die Gestalt der Dinge. Unsere Umgebung wird die gewünschte Form annehmen, bevor wir darüber nachdenken, weil ein Computer unsere Gedanken liest und die Ausrichtung der Materie bestimmt. Wenn ein Möbelstück nicht mehr gefällt oder die Waschmaschine nicht mehr funktioniert, laden Sie eine neue Software herunter, die die Materie zu einem neuen, besseren Gerät programmiert. Kaku glaubt, dass man in Zukunft sogar ganze Häuser und Städte auf Knopfdruck entstehen lassen kann. Man muss nur noch die Lage festlegen und die Fundamente vorbereiten.

Besonders mutige Forscher halten es für möglich, dass Ende des Jahrhunderts eine universelle Maschine entsteht, die sie „Replikator“ genannt haben. Der „Replikator“ setzt alle denkbaren Produkte aus einzelnen Atomen und Molekülen zusammen. Dazu braucht es Nanoroboter, die sich selber reproduzieren können.

Klingt unglaublich, kommt aber in der Natur vor. Die Darmbakterien des Menschen reproduzieren sich in nerhalb von zehn Stunden selbst. Die Nanoroboter müssen dann Moleküle identifizieren und an bestimmten Stellen platzieren. Und dafür ordnen sie eine astronomische Anzahl von Atomen nach einem Masterplan neu an. Diese Nanobots sind derzeit noch nicht in Sichtweite.

Und es gibt natürlich Forscher, die energisch bestreiten, dass es diese Universalmaschinen jemals geben kann. Aber denken Sie an die Kraft des exponentiellen Wachstums. Und die mächtige Idee, dass wir in Zukunft alle Materie per Gedankenkraft beherrschen, wird dafür sorgen, dass wir vielleicht viel schneller eine Art „Replikator“ entwickeln können, als wir heute glauben.

Die Zukunft der Menschheit

Wohin gehen wir? Was ist das Ziel dieser Entwicklungen? Kaku ist sich sicher: All diese technischen Neuerungen führen die Menschheit auf den Weg in eine planetarische Zivilisation. Das heißt, dass wir auf unserem Planeten zusammenrücken. Wir werden uns ähnlicher. Wohlstand wird gleichmäßiger verteilt sein, Ländergrenzen lösen sich langsam auf.

Das Internet ist ein mächtiger Beschleuniger dieser Entwicklung zu einer planetaren Zivilisation. Wir können uns zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit in Echtzeit rund um den Erdball austauschen. Per Twitter unterhält man sich über alle Grenzen hinweg in jeder Sekunde. Ideen werden per Link in Lichtgeschwindigkeit ausgetauscht, verbessert und umgesetzt. Als planetare Sprachen nutzen wir jetzt schon Englisch und Chinesisch.

In der Wirtschaft sprechen wir von der Globalisierung – leider häufig nur im negativen Sinn. Kein Land kann es sich mehr erlauben, seine Wirtschaft isoliert zu betrachten und zu betreiben. Innerhalb einer Generation ist ein planetares Wirtschaftssystem entstanden. Rund um den Erdball wächst eine internationale Mittelschicht.

Auch die Menschen in China, Indien wollen so leben, wie sie es in vielen Filmen gesehen haben. Mit Doppelgarage, einer heißen Dusche, Flachbildfernseher im gemütlichen Wohnzimmer und Coffee to go auf dem Weg zur Arbeit. Ihr Ziel ist der Wohlstand, den wir in weiten Teilen Europas und Amerikas schon erreicht haben. Und sie sind auf einem guten Weg, dieses Ziel zu erreichen. Andere Länder werden folgen.

Die Kultur ist heute schon global. Junge Leute in Moskau, Berlin, New York und Tokio hören die gleiche Musik, kleiden sich ähnlich, konsumieren das gleiche Essen und sehen die gleichen Filme. Nachrichten, Sportereignisse, Umweltprobleme, Tourismus und Krankheiten sind längst globale Erscheinungen.

Am Ende könnte eine Weltregierung herrschen

Kriegführung wird immer schwieriger. Die Menschen haben heute mehr zu verlieren, die Familien sind kleiner und Nationalstaaten werden schwächer. Die Macht verlagert sich weg von National- und hin zu Zentralregierungen. In Europa ist diese Entwicklung in vollem Gange. Und wie man sieht, ist das kein einfacher Schritt. Aber gemeinsame Währung, Sprache und Kultur machen ihn unausweichlich. Am Ende dieser gesellschaftlichen Evolution kann schließlich so etwas wie eine Weltregierung stehen. Auch wenn Terroristen, religiöse Fundamentalisten oder Diktatoren etwas dagegen haben.

Diese Entfaltung kann sich sogar noch beschleunigen, wenn wir im All auf intelligentes Leben stoßen. Und dafür gibt es einige Hinweise. Kaku geht davon aus, dass wir noch in diesem Jahrhundert auf Grund der rasanten technischen Entwicklung eine fortgeschrittene Zivilisation im All entdecken. Eine direkte Kommunikation wäre wegen der gigantischen Entfernung allerdings unmöglich. Dafür ist dann auch die Kriegsführung nicht ganz einfach. Wieder keine Chance für Weltuntergangspropheten.

Unsere Zivilisation lässt sich sehr gut anhand des Energieverbrauchs beschreiben. Der Mensch lebte Jahrtausende durch die Kraft seiner zwei Hände. Es war die meiste Zeit der Menschheit ein kurzes und brutales Leben. Das Ende der Eiszeit vor 10.000 Jahren ermöglichte endlich die Landwirtschaft mit Rindern und Pferden. Dadurch gab es genug Energie für die Ernährung von mehr Menschen und die Gründung von Dörfern und Städten. Vor 300 Jahren erlebte der Mensch die industrielle Revolution. Maschinen lieferten noch mehr Energie. Zukünftige Generationen werden die Energie der Sonne, der Sterne und schließlich der gesamten Galaxie nutzen.

Internet als größter Wissensspeicher aller Zeiten

Heute entstehen Reichtum und Wohlstand aus Information. Davon gibt es derzeit mehr, als wir verarbeiten können. Schon bald wird der Speicherplatz nicht mehr ausreichen, um all die Daten zu verarbeiten, die wir in nie da gewesener Menge weltweit produzieren. Der Zugang zum Internet ist mittlerweile für fast jeden erschwinglich. In Afrika wächst die Flächenabdeckung von drahtlosen Netzen exponentiell. Noch in diesem Jahr werden 70 Prozent der Fläche versorgt sein.

Und bis Ende des Jahres ist der größte Teil der Menschheit an das Internet angeschlossen und damit an das universelle Kommunikationsnetz und den größten Wissensspeicher aller Zeiten. Diese Vernetzung kann ein Schlüssel für all die Entwicklungen sein, die Kaku in seinem Buch nachzeichnet. Eines lässt sich allerdings nicht technisch herstellen: menschliche Vernunft. Die müssen die Menschen zum Gelingen einer besseren Zukunft selbst beitragen.

Was meinen Sie? Glauben Sie, dass aus den Szenarien des Michio Kaku irgendwann Wirklichkeit wird? Wird alles genau so eintreffen, wie er es in seinen Büchern entworfen hat? Vielleicht ist das im Detail gar nicht so entscheidend. Der Autor und Wissenschaftler zeigt uns verschiedene Wege in die Zukunft auf, die die Menschheit zur Abwechslung mal nicht unwillkürlich in die Katastrophe führen müssen. Damit trifft er allerdings auf eine Gesellschaft, in der es in vielen Milieus zum guten Ton gehört, sich eher technik- und fortschrittskritisch zu geben. Wenn in Deutschland drei Minuten über das Internet diskutiert wird, ist man leider häufig schon beim Datenschutz oder Facebook-Mobbing angelangt.

Eine sachliche Gesprächsrunde über Vorteile der Gentechnik bei der Produktion von Lebensmitteln scheint in Deutschland ausgeschlossen. Kürzlich vermeldete die saarländische Landesregierung den Beitritt des Landes zum „Europäischen Netzwerk gentechnikfreier Regionen“. Die Landesregierung will gemeinsam mit anderen „eine Strategie entwickeln, damit das Saarland auch in Zukunft eine gentechnikfreie Anbauregion bleibt“.

Auch die Länder Thüringen, Nordrhein-Westfalen, Schleswig-Holstein und Baden-Württemberg haben sich dem Netzwerk angeschlossen. Ist das noch begründete Vorsicht oder schon Technologiefeindlichkeit? Eine Entscheidung gegen Gentechnik bedeutet auch, dass man unausgesprochen die Verknappung von Lebensmitteln hinnimmt. Das wird in dieser sehr emotional geführten Diskussion gern verschwiegen.

Nahrung gibt es offenbar genug – zumindest in Deutschland. Aber viele deutsche Wissenschaftsinstitutionen wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft oder die Fraunhofer-Gesellschaft haben sich mehrfach und nachdrücklich für die Nutzung von Gentechnik ausgesprochen. Bisher gibt es keine bessere Lösung, um die Erde mit ihren vielen Menschen zu ernähren.

Kaku ist nicht nur Wissenschaftler. Er ist auch ein trickreicher Sachbuchautor. Er hat ein paar ziemlich gute Aussichten für uns parat, und das verkauft sich ziemlich gut. Für viele Zeitgenossen mag das vielleicht der eine oder andere Löffel Optimismus zu viel sein. Aber er versammelt in seinem Buch „Die Physik der Zukunft“ ein paar sehr gute Gründe für seine zuversichtliche Grundhaltung.

Es tut gut, einem Wissenschaftler zuzuhören, der fest davon überzeugt ist, dass der Mensch mit seinem Instrumentarium in der Lage ist, die übermenschlichen Probleme zu lösen. Wir Menschen haben nichts anderes als unser Gehirn, unsere Vernunft und die Wissenschaft. Aber das ist schon eine ganze Menge.

Schwimmende Städte

Das Seasteading Institut hat 2009 zu einem Wettbewerb aufgerufen, in dem die schwimmende Stadt der Zukunft entworfen werden sollte.

Foto: The Seasteading Institute


A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular Payloads

DNA-Nanoroboter greift Krebszellen an

US-Forscher haben einen Nanoroboter gebaut, der gezielt Krebszellen angreifen kann. Die Miniaturmaschine nach dem Vorbild der körpereigenen Immunabwehr besteht aus geschickt gefaltetem Erbmaterial (DNA) und lässt sich im Prinzip für jede Zielzelle im Organismus maßschneidern.

Bisher ist der Roboter allerdings erst in Zellkulturen getestet worden. Ob er jemals bei Menschen zum Einsatz kommen kann, ist noch nicht geklärt. Ähnliche Ansätze verfolgen auch andere Forschergruppen

Der Nanoroboter gleicht einem sechseckigen Käfig, der nur 45 Nanometer (Millionstel Millimeter) hoch und 35 Nanometer dick ist – damit ist er rund 2.000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Der mit einer speziellen Technik namens DNA-Origami gefaltete Käfig besteht aus zwei Hälften, die von Riegeln zusammengehalten werden. Diese Riegel sind so aufgebaut, dass sie ähnlich wie weiße Blutkörperchen die Oberfläche gewünschter Zielzellen – etwa Krebszellen – erkennen und daran andocken können. Mit dem Andocken konfiguriert der Riegel sich neu, so dass der Nanokäfig aufschwingt.

Der Laderaum lässt sich mit verschiedenen Wirkstoffen bestücken, die auf diese Weise gezielt zu ihrem Einsatzort gebracht werden können. Im Experiment belud das Team um Shawn Douglas von der Harvard-Universität in Boston seine Nanoroboter unter anderem mit molekularen Botenstoffen, die das Selbstmordprogramm einer Zelle aktivieren können. Dieses Programm ist bei Krebszellen typischerweise gestört.

Gezielte Zerstörung

Im Labor konnten die Forscher auf diese Weise die Selbstzerstörung bei Leukämie- und Lymphomzellen auslösen, wobei auch die molekularen Botschaften für die beiden verschiedenen Krebszellen maßgeschneidert werden mussten. Nach diesem Muster könnten verschiedene Aktionen gezielt bei gewünschten Zelltypen ausgelöst werden, erläutern die Wissenschaftler.

Die Forscher, die sich für ihre Arbeit von der Funktion des menschlichen Immunsystems inspirieren ließen, bereiten nach den Worten von Douglas als nächstes Tests an Versuchstieren vor. „Das wird wahrscheinlich ein verbessertes Design erfordern, um eine stabile Zirkulation und Funktion im Blutkreislauf zu gewährleisten“, schränkte der Forscher allerdings ein. „Außerdem müssen die Herstellungskosten des Geräts sinken.“


Artikelzitat aus:

Akkumulatoren durch Nanotechnologie 100-fach leistungsfähiger

Leistungsstarke Akkus, vielfach gewünscht, dennoch schwierig herzustellen.

Stanford, eine der vielen Forschungsschmieden weltweit wollen eine neue innovative Technik erfunden haben, welche die Akkulebenszeit um einen signifikaten Faktor erhöht.

Der Trick dahinter? Die Verwendung eines Materials aus Nanopartikeln.

Die Forscher sprechen von bis zu 100 fach erhöhte Leistung, die sich in der Zahl der Ladezyklen eines Akkus ausdrückt.

„Die Basis ist eine Elektrode, die aus Nanopartikeln einer Kupferverbindung besteht. Im Gegensatz zu Lithium Ionen Akkus ist die neue Technologie effizienter und relativ günstig in der Produktion. Zudem könnten sie als Zwischenspeicher dienen – zur Ausgleichung von Leistungsschwankungen, zu denen es durch Energiegewinnung aus erneuerbaren Energien kommt.“

Protypen exisitieren noch nicht, in Systemtests wurden bereits 40.000 Charge und Decharge Zyklen erreicht. 80 % der Anfangsleistung zeigen die deutliche Leistungsfähigkeit der Technologie, die sich mit der atomaren Struktur der „Kupfer-Hexacyanoferrats“ in Kristallform darstellt. Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus erreichen 400 Ladezyklen.

„Ionen können in der offenen Kristallstruktur leichter eindringen als in anderen Materialien, wo sich das Kristallgitter durch den regen Teilchenfluss zunehmend abnutzt. Im Vergleich zu Lithium-Ionen dienen Kalium-Ionen als Ladungsträger, die aufgrund ihrer Größe besser zu den Öffnungen in der Kristallstruktur der Elektrode passen.“

Ein weiterer Ansatz ist „In-Plane Vacancy-Enabled High-Power Si-Graphene Composite Electrode for Lithium-Ion Batteries“ der Autoren Xin Zhao, Cary M. Hayner und Mayfair C. Kung.