Forscher sind dem Traum eines "Spion-Insekts" etwas näher gekommen. DARPA fördert ein Programm genannt Hybrid Insekt-Mikroelektromechanische Systeme (HI MEMS) (DARPA HI-MEMS) zur Entwicklung und Erforschung von "lebendigen" MEMS Bauelementen. Die zugrunde liegende Idee dabei ist, während des frühen Metamorphosestadiums einer Insektenlarve bereits mikroelektromechanische Komponenten zu integrieren, die dann während der weiteren Entwicklung durch natürliche Heilungsprozesse ins Gewebe eingeschlossen werden, ohne dabei die Funktionsfähigkeiten zu verlieren. Somit könnten per Massenproduktion billige Mikrosysteme für militärische Projekte im wahrsten Sinne des Wortes "geboren" werden, die nicht nur einfach angesteuert und dirigiert werden könnten, sondern auch mit Sensoren z. B. zum Auffinden von Waffen, explosiven Stoffen, oder als Gasdetektoren bestückt bzw. eingesetzt, sondern zugleich vom lebendigen Insekt mit Energie versorgt werden. Langfristiges Ziel dabei ist, dass die implementierten MEMS Bauteile praktisch ihre gesamte Energieversorgung durch die Wärme oder Bewegung des Insekts erhalten. Künstliche (biomimetische) fliegende (oder auch schwimmende) Mikroroboter, die an künstliche Libellen erinnern werden zur Zeit bereits entwickelt, wie z. B. am Massachusetts Institute of Technology (MIT; MIT Libelle) kürzlich vorgestellt, und mittels erster Flugversuche auch erfolgreich getestet.

Ergebnisse zur Entwicklung lebender „Hybrid-Insekten" wurden im Rahmen eines DARPA Workshops für Mikroflugobjekte und unbenannte Bodenfahrzeuge am Georgia Institute of Technology vor kurzem präsentiert. Ein emeritierter Forscher des Georgia Tech, Robert Michelson, führte erste erfolgreiche Implantationsversuche an einer Motte der Spezies Manduca durch (Cyborg Insects): Während dem Larvenstadium wurde dem Insekt der Thorax abgetrennt und durch ein MEMS Bauteil ersetzt (anscheinend ist das bionische Insekt sonst zur schwer, um zu Fliege ...). Erste Versuche ergaben, dass das mikromechanische Bauteil erfolgreich von Gewebe umschlossen wurde. Dennoch ist die Lebensspanne dieser modifizierten Insekten derzeit noch zu kurz, um an einen Spionageeinsatz oder eine neues Gadget für 007 zu denken.

Vielleicht ist ja meine ethische Einstellung in dieser Hinsicht einfach nur zu beschränkt, aber ich bevorzuge - wenn denn schon überhaupt notwendig - vollständig künstliche, fliegenden Mikroroboter ... Stanley Kubrick's "Dr. Seltsam" (Dr. Seltsam) lässt grüssen!

c.k. b.m.
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“Grocery shopping” (das Einkaufen von Lebensmitteln) in den Staaten ist - verglichen mit Europa - eher eine angenehme Tätigkeit. Nicht nur die Weitläufigkeit der hiesigen Supermärkte, auch die Hilfsbereitschaft des Personals beim Einpacken der Lebensmittel und dem Transport zum Auto halten den Stressfaktor gering (selbst mit kleinen Kindern!). Jedoch war es lange Zeit für mich ein Problem, dass jedes Einkaufen mit einem riesigen Berg an Plastiktüten endete. Meist werden die Plastiktüten “zur Verstärkung“ doppelt und dreifach eingesetzt und nicht vollständig gefüllt. Kauft man eine Tube Zahnpasta, Milch und Würstchen, bekommt man mindestens 4 Tüten (2 für die Milch, der Rest muss natürlich einzeln verpackt werden!). Meine anfänglichen Versuche vor 7 Jahren meine Leinentasche mit in den Supermarkt zu nehmen, habe ich schnell aus Unverständnis des hiesigen Supermarktpersonals und - ehrlicherweise - aus Faulheit aufgegeben.

Vor ca. 1 Jahr hatten nun organisch-orientierte und preislich gehobene Supermärkte, wie etwa “Whole Foods” die wieder verwertbaren Leinentaschen, die es in Deutschland seit ewigen Zeiten gibt, eingeführt.

Als ich kürzlich in amerikanischen Durchschnittssupermärkten wie Kroger (http://www.kroger.com/healthy_living/Pages/reusable_bags.aspx) und Publix (“affordable for everybody…”) einkaufen war, hab ich mit absoluter Freude festgestellt, dass nun auch diese Supermärkte an jeder Kasse einen Stand mit wieder verwertbaren Leinentaschen haben (natürlich farblich kodiert, zwecks “Wiedererkennungseffekt” der Supermarktkette). Weitaus erstaunlicher ist jedoch, dass viele Leute in kürzester Zeit von Plastik auf diese Taschen umgestiegen sind, nicht nur in den gehobenen, sondern auch in den billigsten Supermärkten.

Für mich zeigt es nur, dass der amerikanische Normalbürger nicht weniger umweltbewusst ist, sondern nur die ökologische Entwicklung im Hightech Land USA hinterherhinkt. Na, das gibt doch Anlass zur Hoffnung!

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Natürlich war es nur eine Frage der (sehr kurzen) Zeit von der Sequenz zur Konsequenz – heute können Sie per Online-Einkauf Ihren genetischen Fingerabdruck ordern; gegen einen Unkostenbeitrag von $1,000-2,500 (siehe 23andme, decodeme, navigenics) tauschen Sie ein wenig Körperflüssigkeit gegen Ihren persönlichen genetischen Code ein, sozusagen die „Blaupause Ihres Daseins“.

Harmlos betrachtet ist die Menschheit sicherlich erfreut (zumindest in den USA), zu erfahren aus welcher Ecke des Globus, Ophra Winfrey ursprünglich stammt. Oder wir lassen unseren genetischen Fingerabdruck gemäß eines Farbschemas in ein druckbares Bild umwandeln, um dann unsere Wohn- oder Schafzimmer mit maximal personalisierter Kunst zu zieren.

Doch es gibt wie immer auch eine dunkle Seite der (Gen)Macht ...

Was ist, wenn unser genetischer Fingerabdruck eine Prädisposition zu Diabetes anzeigt? Oder zu kardiovaskulären Erkrankungen? Oder zu Parkinson? Was, wenn diese Information - gewollt oder ungewollt – ihrem (zukünftigen) Arbeitgeber zugänglich wird, oder Ihrer Versicherung? Würden Sie einen genetischen Risikofaktor anstellen, oder krankenversichern? Auch auf sehr persönlicher Ebene kann diese Information unter Umständen zu Beeinträchtungen oder zu Überraschungen führen – vielleicht ist Ihr Vater ja gar nicht Ihr Vater.

Vielleicht ist es für die Lebensqualität eher abträglich zu wissen, dass wir mit hoher Wahrscheinlichkeit ab einem bestimmten Alter mit einer schweren Erkrankung zu rechnen haben? Insbesondere, solange es keinen Lösungsweg gibt, keinen Ausweg aus der genetischen Sackgasse, keine Therapie, die sofort ansetzen könnte.

Aus wissenschaftlicher Sicht erscheint die Vermengung von öffentlich-medizinischem Interesse, und der kommerziellen Nutzung dieser Informationen besonders pikant. Einige Firmen bieten an, den persönlichen genetischen Code im worldwide web zu veröffentlichen, und argumentieren damit, dass die Erweiterung der Gendatenbanken mit möglichst vielen unterschiedlichen Beispielen vor allem als Forschungsgrundlage dienen soll, um beispielsweise Krankheitswahrscheinlichkeiten oder -bilder bzw. Prädispositionen aufgrund bestimmter Genmuster zu erkennen.
Dazu sind verständlicherweise eine Vielzahl an genetischen Datensätzen notwendig – aber soll diese Information nicht eher für (öffentlich) geförderte oder zumindest transparente Forschung zur Verfügung stehen, anstelle sie in Privatfirmen zu parken, die gegebenenfalls damit auch restriktiv umgehen können?

Über viele Jahre wurden in der medizinischen Forschung strenge Richtlinien zur Behandlung von Patientendaten in akademischen, vorklinischen, und klinischen Studien entwickelt, die vor allem die Persönlichkeitsrechte der teilnehmenden Probanden schützen und wahren. Auch wenn der Gentest freiwillig erfolgt, wäre es doch mehr als wünschenswert, diese Regelungen gerade im Falle genetischer Information besonders umsichtig einzuhalten.

Können die erzielten Daten denn bereits hinreichend interpretiert werden, um das genomische Wissen auf die Allgemeinheit loszulassen? Ist es noch zu früh, jeden (wenn auch Freiwilligen) mit den genetischen Gegebenheiten zu konfrontieren, ohne Vorbereitung auf die daraus (vielleicht) erwachsenden Konsequenzen? Zurzeit können die Daten weitestgehend noch nicht schlüssig interpretiert werden, geschweige denn deren Folgen abgesehen werden. Daher ist es noch kaum möglich, zu diesem Thema letztgültige Stellung zu beziehen – und darin zeigt sich, wie wenig wir derzeit über die Konsequenz der Sequenz wissen. Vielleicht wird der Zugang zum persönlichen genetischen Fingerabdruck in Zukunft zum menschlichen Grundrecht erklärt. Vielleicht dient er aber auch in Zukunft zur totalitären Klassifizierung unserer Gesellschaft. Es ist daher ratsam, eher zu vorsichtig, als zu wenig umsichtig mit dieser Information umzugehen.
b.m. c.k.
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Aus didaktischen Gründen ist einzusehen, dass es durchaus schwierig ist, einer Vorlesung in deutscher Sprache mit englischen Unterlagen zu folgen, aber aus der Diskussion dieses Umstandes in der nächsten Lehreinheit ergab sich, dass es den Studenten zum Teil Probleme bereitet, mit wissenschaftlichem Lehrmaterial in englischer Sprache individuell zu arbeiten. Zu beachten ist aber, dass dies ein „snapshot“ aus nur einer Lehrveranstaltung ist, und nicht unbedingt global für die deutsche Universitätslandschaft gelten mag.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie zur technologie-basierten Wettbewerbsfähigkeit der 33 führenden Industrienationen, die an Hand eines Hochtechnologieindikators verglichen wird, zeigt, dass China die USA als Triebfeder der globalen Wirtschaft in Kürze als erste Nation seit dem zweiten Weltkrieg ablösen könnte. In den letzten 15 Jahren (1993-2007) zeigt China als einzige Nation einen kontinuierlichen Aufwärtstrend im Bereich Hochtechnologie. Gemäß dieser Studie liegt Deutschland hinter den USA – noch - auf dem dritten Platz.

Als einer der wesentlichen Faktoren dieser Entwicklung wird die konsequente Förderung des Humankapitals genannt – die Aus- und Weiterbildung der Wissenschaftler und Ingenieure, die letztendlich dieses Wachstum durch Innovation betreiben und fördern. Welche Rolle spielen hier Sprachkenntnisse?

Im Sommer 2007 hatten wir die Gelegenheit, einige Wochen in China am Wuhan National Laboratory for Optoelectronics an der Huazhong University of Science and Technology zu verbringen. Noch vor zehn Jahren wäre es hier äusserst schwierig gewesen, mit Studenten oder Postdoktoranden Kontakt aufzunehmen, zu diskutieren, geschweige denn wissenschaftlich zu argumentieren. Heute gibt es keine Scheu im englischen Sprachgebrauch, der Wortschatz ist erstaunlich, und private wie wissenschaftliche Diskussionen scheitern nicht an mangelndem Verständnis der englischen Sprache.

Heißt das, wissenschaftliche Inhalte sollen nur noch in einer globalen Sprache vermittelt werden? Nein, ganz im Gegenteil – die Aufgabe der Universität ist es, Wissen zu erhalten, neues Wissen zu schaffen, und Wissen weiterzugeben; wir müssen also in unserem globalen Umgang dazulernen, eine zweite wissenschaftliche Muttersprache pflegen, in der Vorlesung, im wissenschaftlichen Diskurs, in der schriftlichen Abfassung unserer Arbeiten.

Immer wieder werden Vorlesungen in englischer Sprache angekündigt, und dann doch auf Deutsch abgehalten – damit tun wir unseren Studenten keinen Gefallen. Vielleicht ist es in einem modernen Lehrplan ebenso wichtig, neben den wissenschaftlichen Grundlagen auch die sprachliche Basis für eine erfolgreiche und wettbewerbsfähige Ausbildung zu schaffen.

Nachdem wir dies im Rahmen der Vorlesung ausführlich diskutiert hatten, gab es zum Abschluss des Semesters eine „Versuchseinheit“ vollständig in englischer Sprache. Probleme: keine.
b.m. c.k.
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Dieser durchaus existenziellen Frage sind nun Wissenschaftler am Department für Agrartechnologie und Lebensmittelforschung der Wageningen Universität in den Niederlanden und der INRA Gruppe für Molekulare Gastronomie, Labor für Chemie der INRA/Agro/ParisTech in Paris, nachgegangen (Langmuir, Web Release Date: 24-Jan-2008).

Anishaltige Schnäpse - beliebt in vielen südlichen Ländern Europas, wie z. B. Ouzo, Raki, Sambucca, Pernot und Pastisse - sind alkoholische Getränke (Alkoholgehalt etwa 40 Vol.-%), die in der Flasche klar sind, jedoch bei Zugabe von Wasser eine trübe, weißliche Emulsion bilden. Verantwortlich für die Trübung ist das Molekül trans-Anethol, ein Ester, der anishaltigen Getränken den typischen Geruch verleiht und gut löslich in Alkohol, aber sehr schlecht löslich in Wasser ist. Bedingt durch die schlechte Löslichkeit des ölhaltigen trans-Anethol in Wasser, bilden sich beim Mischen eine übersättigte Lösung aus Öltröpfchen, die durch Streuung des Lichts dem Getränk sein typisches, milchiges Aussehen verleihen.

Dieses bekannte physikalische Phänomen wäre ja weiter nicht spannend. Das überraschende daran jedoch ist, dass diese Öltröpfchen in der Größenordnung von etwa 1 µm und darunter liegen und dass diese Emulsionen bis zu Monaten stabil sind (wobei dies bei der üblichen Ouzo-Trinkgeschwindigkeit nicht weiter relevant ist!). Emulsionen mit Tropfen dieser Größenordnung können normalerweise nur durch Einsatz mechanischer Energie (Homogenisierung) erzeugt werden und nur durch den Zusatz von Stabilisatoren erhalten und somit eine Trennung der Phasen verhindert werden.

Die Ursache für das unterschiedliche Verhalten liegt daran, dass normalerweise das Zusammenfließen (Koaleszenz) der Tröpfchen exponentiell mit verstreichender Zeit erfolgt und zu einer Phasentrennung führt. Im Gegensatz dazu führt Ostwaldreifung - ein Phänomen das aus der Kristallographie bekannt ist - zur Diffusion des Öls durch die Flüssigkeit, wodurch lineares Wachstum der Tropfen mit der Zeit bedingt wird. Obwohl sich über Jahrzehnte viele Forscher mit dem Phänomen und der Theorie von Emulsionen beschäftigt haben, sind die Prozesse der Ostwaldreifung und das Langzeitverhalten des Tröpfchenwachstums solcher Dreikomponenten Systeme interessanterweise noch nicht geklärt.

Könnte man diesen ”Pastisse Effekt” vollständig erklären, hätte dies weitreichende Auswirkungen in der pharmazeutischen und lebensmitteltechnischen Forschung, denn viele Emulsionen müssen unter Energieeinsatz erzeugt und dann künstlich stabil gehalten werden.
Also, wenn wir beim nächsten Mal Ouzo trinken und versonnen in das trübe Glas starren, dann wissen wir, dass dieser scheinbar simple Prozess immer noch viele Geheimnisse in sich birgt.

c.k. b.m.
TwOpinion

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