Das Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer instationären Methode, welche mit Hilfe bildgebender Systeme die Ermittlung der Haftungseigenschaften keramischer Wärmedämmschichten (englisch: Thermal Barrier Coatings, TBCs) für den Einsatz in Kraftwerksturbinen ermöglicht. Die zu entwickelnde Methode soll sowohl während des Betriebs der Turbinen als auch während der Schichtherstellung zum Einsatz kommen. Die zerstörungsfreie Überwachung der Schichten reduziert die Anzahl der Wartungsintervalle in denen die Turbine stillsteht und die Schaufeln evtl. ausgetauscht werden müssen, wodurch die Ressourcen- und Kosteneffizienz erhöht wird. Durch eine Verbesserung der Schichteigenschaften können höhere Betriebstemperaturen gefahren werden, was den Wirkungsgrad der Turbine erhöht. Daher sollen speziell die Haftungseigenschaften der TBCs durch eine Optimierung der Prozessparameter verbessert werden. Dafür werden die zur Verfügung stehenden thermischen Spritzverfahren entsprechend angepasst und die Parameter maßgeschneidert eingestellt. Insgesamt liefert das Vorhaben damit einen Beitrag zur Erhöhung Ressourcen- und Energieeffizienz von Kraftwerksturbinen. Rauschert wird Wärmedämmschichten auf Basis von Oxidkeramiken (vor allem Aluminiumoxid oder mit Yttriumoxid teilstabilisiertes Zirkonoxid) mittels thermischer Spritzverfahren auf Substrate aufbringen, die in der Kraftwerkstechnik eingesetzt werden. Dabei werden durch Variation der Prozessparameter und der Schichtzusammensetzung Schichten mit unterschiedlichen Haftungseigenschaften präpariert, die dann entsprechend von den Projektpartnern FHWS und ZAE Bayern charakterisiert werden. Darüber hinaus wird Rauschert bei der Entwicklung des Messverfahrens zur Bestimmung der Haftungseigenschaften mitwirken und entsprechende Messungen auch während der Schichtpräparation durchführen. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen werden von Rauschert schließlich Schichten mit optimierten Haftungseigenschaften entwickelt.
Ziel dieses Vorhabens ist die Reduktion von Tierversuchen im Bereich der akuten Inhalationstoxikologie mittels einer standardisierten in vitro Direktexpositionsmethode zur Untersuchung partikelhaltiger Atmosphären. Bestimmung des zytotoxischen und inflammatorischen Potentials der Teststäube. Die Daten werden zur Beurteilung der Intra- & Inter-Laboratoriumsvariabilität herangezogen und müssen Aufschluss über deren Reproduzierbarkeit, Robustheit und Stabilität geben sowie die Grundlage für die Prävalidierung der Methode liefern. Die Daten fließen in ein Prädiktionsmodell ein, das Aufschluss über die In-vitro-/In-vivo-Korrelation gibt. Zu Projektbeginn werden die experimentellen Voraussetzungen geschaffen, um die prüfungsspezifischen Anforderungen an das In-vitro-System zu realisieren. Gleichzeitig werden Methoden etabliert, die zur Exposition der kultivierten Zellen, der Charakterisierung der Expositionsatmosphäre sowie der Bestimmung der biologischen Endpunkte notwendig sind. Dann werden Expositionen mit ausgewählten Partikeln (DQ12, TiO2-P25, CB14, ZnO, BaSO4, ALOOH I, CeO2, ZrO2, CuO nano und CuO micro) in den 3 Expositionslaboratorien durchgeführt. Die Auswahl der Stoffe richtet sich nach deren Toxizität, Verfügbarkeit, dem Handling und ihrem Status als Referenzsubstanzen für inhalationstoxikologische Untersuchungen. Abschließend erfolgt anhand der ermittelten Datenlage eine Bewertung der In-vitro-Methode (Prävalidierung) und die Erstellung eines Prädiktionsmodells. Im Bereich der Industriechemikalien, aber auch bei Verbraucherprodukten und Umweltstoffen besteht ein erhebliches Interesse an einfachen, aber dennoch aussagekräftigen JPrüfmethoden zur Beurteilung des zytotoxischen Potentialsluftgetragener Substanzen (Partikeln). Hier bieten sich In-vitro-Methoden mit Zellen des Respirationstraktes vom Menschen an, die aufgrund neuer innovativer Expositionstechniken direkt mit den Stoffen im Kontakt gebracht werden und analog zur In-vivo-Situation ihre biologischen Wirkung entfalten können. Unter der Voraussetzung einer positiven Prävalidierung mit sich anschließender Validierungsphase, kann ein solches Verfahren in andere Laboratorien transferiert und der Industie zur Erhebung toxikologisch anerkannter Ergebnisse angeboten werden.
Ziel dieses Vorhabens ist die Reduktion von Tierversuchen im Bereich der akuten Inhalationstoxikologie durch Einsatz einer standardisierten in vitro Direktexpositionsmethode zur Untersuchung partikelhaltiger Atmosphären und Bestimmung des zytotoxischen und inflammatorischen Potentials der betreffenden Teststäube. Die Daten werden zur Beurteilung der Intra- und Inter-Laboratoriumsvariabilität herangezogen und müssen sowohl Aufschluss über deren Reproduzierbarkeit, Robustheit und Stabilität geben, als auch die Grundlage für die Prävalidierung der Methode liefern. Zu Projektbeginn werden die experimentellen Voraussetzungen geschaffen, um die unter den prüfungsspezifischen Bedingungen notwendigen Anforderungen an das In-vitro-System zu realisieren. Gleichzeitig werden Methoden etabliert und evaluiert, die zur Exposition der kultivierten Zellen mit Partikeln, der Charakterisierung der Expositionsatmosphäre sowie der Bestimmung der biologischen Endpunkte notwendig sind. Im nächsten Schritt werden Expositionen mit ausgewählten Partikeln (DQ12, TiO2-P25, CB14, ZnO, BaSO4, ALOOH I, CeO2, ZrO2, CuO nano und CuO micro) in den 3 Expositionslaboratorien durchgeführt. Die Auswahl der Stoffe richtet sich nach deren Toxizität, Verfügbarkeit, dem Handling und ihrem Status als Referenzsubstanzen für inhalationstoxikologische Untersuchungen. Abschließend erfolgt anhand der ermittelten Datenlage eine Bewertung der In-vitro-Methode (Prävalidierung) und die Erstellung eines Prädiktionsmodells.
Ueber ein besonderes Verfahren, den Sol-Gel-Prozess, werden Ultrafiltrationsmembranen mit Poren groesser 5 nm hergestellt. Es gelang, im Labormassstab derartige Membranen aus den thermisch und chemisch besonders stabilen keramischen Systemen ZrO2, TiO2 und TiN zu entwickeln. Tests mit den neuartigen keramischen Filtern ergaben, dass das Separieren von Dextranmolekuelen mit einer Molmasse von 110.000 g/mol aus Wasser moeglich ist.