Die nächste Generation von Teilnehmenden des
internationalen Forschungs- und Ausbildungsprogramms GAME ist bereit für
den Start ihrer Experimente. Nach einem Monat Online-Training reisen die
Studierenden jetzt zu Forschungsstationen in sieben verschiedenen Ländern.
Bis Oktober führen sie dort methodisch vergleichbare Untersuchungen zu
Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf filtrierende Organismen am
Meeresboden durch. GAME ist ein Programm des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für
Ozeanforschung Kiel und feiert Ende 2022 sein 20-jähriges Bestehen. Die
aktuelle GAME-Studie wird von der Klaus Tschira Stiftung ermöglicht und
von einer Reihe langjähriger Förderer unterstützt.

Wie wirkt sich nächtliches Kunstlicht auf Tiere entlang unserer Küsten
aus? Das aktuelle Projekt des internationalen Forschungs- und
Ausbildungsprogramms GAME (Globaler Ansatz durch Modulare Experimente) des
GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel untersucht die
Auswirkungen von Lichtverschmutzung auf Filtrierer wie Muscheln in
Küstenregionen rund um den Globus. Bereits im Jahr 2021 zeigten
Experimente mit Schnecken, Krebsen und Seeigeln, dass einige Arten
nächtliches Licht eher meiden, weil es das Risiko erhöht, von Fressfeinden
entdeckt zu werden. Dadurch verkürzt sich aber die Zeit, die die Tiere für
die Nahrungsaufnahme haben. Andere hingegen blieben aufgrund des
Kunstlichts länger aktiv und fraßen mehr.

Um jetzt mehr über die Reaktionen festsitzender Organismen zu erfahren,
führen zwölf Studierende über sechs Monate hinweg vergleichbare
Experimente mit weltweit verbreiteten Muschelarten in sieben verschiedenen
Ländern durch. „Unseres Wissens nach ist dies das erste Mal, dass die
Reaktionen von Muscheln auf künstliches nächtliches Licht systematisch an
verschiedenen Stationen über mehrere Monate beobachtet werden“, sagt Dr.
Mark Lenz, Meeresökologe am GEOMAR und Koordinator von GAME. „Es ist
durchaus möglich, dass nächtliches Kunstlicht diese Organismen
beeinträchtigt. Muscheln nehmen das Licht wahr, ohne in der Lage zu sein,
ihm zu entfliehen. Aber sie können das Risiko von tagaktiven Räubern
gefressen zu werden, begrenzen, indem sie ihre Schalen geschlossen halten.
Wenn sich der Tag durch nächtliches Kunstlicht verlängert, bleibt ihnen
dadurch weniger Zeit, um Nahrung aus dem Wasser zu filtern. Daher könnte
die Filtrationsleistung von Muschelbänken unter dem Einfluss von
Kunstlicht abnehmen.“

Als riesige Wasserfilter sorgen Muschelbänke für eine gute Wasserqualität.
Außerdem stabilisieren sie die Küsten und liefern Nahrung für viele andere
Meeresorganismen und den Menschen. Falls Lichtverschmutzung ihre
Filtrationsleistung beeinflusst, könnte dies Folgen haben, die sich
kaskadenartig auf die betroffenen Ökosysteme auswirken.

Forschungsarbeiten zu Lichtverschmutzung konzentrierten sich bislang meist
auf Lebewesen und Ökosysteme an Land. Aber sie kann durchaus auch
Meerestiere beeinträchtigen. Der Rhythmus von Tag und Nacht ist weitgehend
konstant geblieben, seit sich das Leben auf unserem Planeten entwickelt
hat. Dementsprechend steuert das Licht von Sonne und Mond unzählige
Prozesse und Verhaltensweisen wie Wanderungsbewegungen,
Fortpflanzungszyklen und den Wechsel zwischen Aktivitäts- und Ruhephasen.
Lichtrhythmen sind der DNA vielen Lebensformen auf der Erde
eingeschrieben. Seit der Erfindung von Gaslampen und mehr noch seit der
Einführung des elektrischen Lichts kann der Mensch diese Rhythmen in
großem Umfang stören. Derzeit werden zudem immer häufiger LED-Systeme für
die Straßenbeleuchtung eingesetzt, deren Spektrum dem der Sonne ähnlicher
ist als das früherer Lichtquellen. Damit steigt die Gefahr, dass
künstliches Licht natürliche Prozesse beeinträchtigt.

„Mit unseren Experimenten in den Jahren 2021 bis 2023 wird GAME dazu
beitragen, die Auswirkungen der Lichtverschmutzung als potenziellen
zusätzlichen Stressfaktor für Küstenökosysteme besser zu verstehen“,
betont Dr. Lenz. „Indem wir vergleichbare Experimente rund um den Globus
durchführen, können wir auch herausfinden, ob Populationen aus
verschiedenen Regionen unterschiedlich reagieren. In den hohen Breiten
verändern sich Lichtverhältnisse im Jahreslauf, während sie in den Tropen
konstant sind. Dies könnte die Empfindlichkeit von Organismen gegenüber
nächtlichem Kunstlicht beeinflussen.“

2022 finden wieder Experimente in Cabo Verde, Finnland, Japan, Malaysia
und Spanien statt. Außerdem sind zwei neue wissenschaftliche Partner zu
GAME gestoßen: Erstmals wird auch an der Universidad Católica de Santísima
in Concepción, Chile, und am University Centre of the Westfjords in
Isafjördur, Island, geforscht.

Für den Vorbereitungskurs trafen sich die Studierenden jeden Wochentag von
9:30 bis 15:00 Uhr online. „Aufgrund der Corona-Pandemie konnten wir uns
nicht wie üblich in Kiel treffen. Da die Studierenden aus zwölf
verschiedenen Zeitzonen kamen, war es schwierig, einen Zeitplan zu
entwickeln, der für alle funktionierte“, erklärt Dr. Lenz. Die endgültige
Lösung brachte frühes Aufstehen in Chile und Cabo Verde mit sich und
sorgte für spätabendliche Arbeit in Malaysia und Japan. „Aber wir haben es
trotzdem geschafft, eine hochmotivierte Gruppe zu bilden und ein gutes
Gefühl für die Bedeutung internationaler und multikultureller
Zusammenarbeit in der Wissenschaft zu bekommen.“

„Bevor ich zu GAME kam, wusste ich nicht, dass nächtliches Kunstlicht
Auswirkungen auf filtrierende Organismen am Meeresboden haben kann“,
verrät GAME-Teilnehmerin Karen da Graca aus Cabo Verde. „Jetzt freue ich
mich auf meine Forschung, denn das ist ein sehr aktuelles Thema.“

Für Jannis Hümmling, GAME-Teilnehmer aus Deutschland, vermittelt der GAME-
Ansatz eine sehr wichtige Botschaft: „Wir müssen die ganze Welt
betrachten, anstatt uns nur auf unseren kleinen lokalen Raum zu
konzentrieren, wenn wir wirklich verstehen wollen, wie unser Planet sich
verändert. Durch die Vernetzung und Zusammenarbeit zwischen verschiedenen
Ländern, um an Orten auf der ganzen Welt Experimente zur gleichen
Forschungsfrage durchzuführen, bietet GAME eine der besten Möglichkeiten
dafür. Gleichzeitig eine neue Kultur zu erkunden, macht das Ganze
natürlich noch spannender, und ich bin sehr neugierig, was mich erwarten
wird.“

„GAME bietet mir die Möglichkeit, theoretisches Wissen aus meinem
bisherigen Studium mit praktischen Fertigkeiten zu verknüpfen. Dank GAME
erfahre ich den gesamten Prozess wissenschaftlichen Arbeitens von der
theoretischen Planung über die praktische Umsetzung bis zur statistischen
Auswertung der Ergebnisse“, sagt Melanie Stock, eine weitere GAME-
Teilnehmerin aus Deutschland. „Ich hoffe sehr mit meinem Projekt einen
Teil zum Verständnis unserer Meere beitragen zu können. Zudem ermöglicht
mir GAME einen Austausch mit etablierten Mitgliedern internationaler
Forschungsgruppen – potenzielle Arbeitgeber für meine zukünftige
Karriere.“

GAME-Blog:
Die Teilnehmenden berichten im GAME-Blog auf der Plattform "Oceanblogs"
über ihre Experimente und ihren Alltag: https://www.oceanblogs.org/game

Projektförderung:
GAME wird gefördert von der Klaus Tschira Stiftung sowie Bornhöft
Industriegeräte, Hydro-Bios, Hydrotechnik Lübeck, LimnoMar, dem Lions Club
Kappeln, der Müllverbrennung Kiel, Offcon und SubCtech.

„Gebraucht, sehr gut erhalten, in liebevolle Hände abzugeben“ – unter
diesem Motto startet die Deutsche Gesellschaft für Thorax-, Herz- und
Gefäßchirurgie e.V. (DGTHG) ihre zweite bundesweite Kampagne für die
Organspende.

Das gewählte Motiv der Aktion: ein Motor in Herzform. „Unser Herz ist der
leistungsstarke Lebensmotor, der pausenlos funktionieren und
ununterbrochen schlagen muss“, so Prof. Böning, Präsident der DGTHG. „Auch
ein Spenderherz muss unentwegt arbeiten und kann diese lebenswichtige
Aufgabe länger als 20 Jahre bewältigen. Daher bleibt die Organspende der
Goldstandard.“
Schwere erworbene Herzerkrankungen und angeborene Herzfehler können den
„Lebensmotor“ so nachhaltig schädigen, dass eine Herztransplantation die
einzige Überlebenschance für diese schwerst herzkranke Patient:innen ist.

In Deutschland wurden im Jahr 2021 329 Herzen transplantiert; auf der
Warteliste für die lebensrettende Herztransplantation standen im letzten
Jahr 714 Menschen – mehr als doppelt so viele. Bedauerlicherweise ist die
Organspende im Vergleich zum Vorjahr um 2,9 Prozent gesunken. „Wir sehen
daher den dringenden Bedarf, weiter aktiv Aufklärungsarbeit zu leisten und
die Öffentlichkeit erneut für dieses wichtige Thema zu sensibilisieren“,
betont Prof. Böning. Nicht nur Spenderherzen sind knapp, bundesweit warten
seit dem 1. Januar 2022 rund 8.458 Menschen auf ein geeignetes
Spenderorgan. „Die Lage in Deutschland bleibt somit weiter angespannt.
Gemessen an der Gesamtbevölkerungszahl von ca. 83.155.00 Bürger:innen, ist
die Anzahl der Organspenden verschwindend gering, obschon die Mehrheit
einer Organspende positiv gegenübersteht. Eine Widerspruchslösung, wie sie
bereits die europäischen Nachbarländer praktizieren, ist eine
wünschenswerte Lösung. Diese wurde bedauerlicherweise zuletzt mit
namentlicher Abstimmung im Deutschen Bundestag am 16. Januar 2020
mehrheitlich abgelehnt.“
Umso entschiedener engagiert sich die herzmedizinische Fachgesellschaft:
Für die DGTHG ist es bereits die zweite deutschlandweite Kampagne. Im Jahr
2020 wurde die erste Aufklärungsmission zur Organspende gestartet. Im
vergangenen Jahr fand ein bundesweiter Spendenlauf für
Kinderherztransplantationen statt, der einen Gesamterlös von über 67.000
EUR für das Aktionsbündnis Angeborene Herzfehler erzielte. „Wir wollen
konsequent und mit innovativen Kampagne-Motiven auf die Lage der
betroffenen Kinder und Erwachsenen aufmerksam machen, die auf ihre zweite
Lebenschance warten“, so Prof. Böning. „Tagtäglich sehen wir
Überlebenskämpfe.“

Provokant und provokativ zeigt sich auch die zweite Kampagne, denn ein
„Wachrütteln“ ist nach Meinung der DGTHG nötig, damit dieser Missstand in
das Bewusstsein der Bevölkerung dringt. „Wir haben bewusst das Motiv einer
Anzeige gewählt, die gegenständlich den lebensrettenden Übergang eines
funktionierenden „Motors“ auf einen neuen Besitzer vermitteln will“,
erklärt Herzchirurg Böning. „Nicht weniger ist gemeint; Organspender
schenken Leben nach ihrem Leben, und geben daher einem anderen Menschen
eine zweite Chance. Bei der aktuellen Lage ist es nicht zu viel verlangt,
sich dezidiert mit dem Thema Organspende auseinanderzusetzen. Es kann jede
und jeden treffen….“
Die DGTHG geht mit gutem Beispiel voran: Alle Vorstandsmitglieder bekennen
sich eindeutig zur Organspende, besitzen einen Organspendeausweis und
folgen damit dem eigenen Aufruf der Organspende-Kampagne #Wir_für_ein
Leben…

Wie HAWK-Studentin Sandra Holzinger dem Projekt „Leuchtfeuer“ in der
Sigwardskirche ein Gesicht gibt.

Viele Kirchen stehen als Sehenswürdigkeiten Besucher*innen offen, doch
gerade bei kleinen Gemeinden gibt es oftmals nicht ausreichend Personal,
um Fragen zu beantworten oder Führungen anzubieten. Genauso ist dies bei
der Sigwardskirche im niedersächsischen Idensen, nahe des Steinhuder
Meeres, der Fall.
Mit dem digitalen Projekt „Leuchtfeuer“ sollen Besucher*innen nun
eigenständig die Kirche erkunden können –  unter anderem mit Hilfe von
Sandra Holzinger, Studentin an der HAWK-Fakultät Gestaltung in Hildesheim.
Am Sonnabend wurde „Leuchtfeuer“ mit vielen geladenen Gästen vor Ort
eingeweiht.

Die kleine romanische Kirche, erbaut im 12. Jahrhundert durch Bischof
Sigward von Minden und mit einer noch in Teilen im Original erhaltenen
Ausmalung gilt als einer der bedeutendsten sakralen Kleinbauten der
Romanik. Über 10.000 Besucher*innen lockte das kunstgeschichtliche Kleinod
in den letzten drei Jahren an. Rund zehn Prozent der Gäste erhielten eine
Führung. Durchschnittlich 200 bis 300 Kirchenführer werden pro Jahr
verkauft.

„Eine besondere Herausforderung war es, dass wir hier nicht nur im
physischen Raum stehen, sondern durch den Multimedia-Guide auch immer den
digitalen Raum mitdenken müssen“, so Holzinger, die selber aus der
Innenarchitektur kommt, über ihren Projektauftrag: „Im besten Fall sollten
beide Räume natürlich miteinander verschmelzen.“

Insgesamt vierzig kleine Sendeeinheiten, sogenannte „beacon“, sind im
Kirchenraum versteckt installiert. Die App zeigt über Bluetooth, sobald
das Handy in die Nähe der beacon bewegt wird, entsprechende Inhalte an,
aus denen Besucher*innen auswählen können. Die Wahl erfolgt ähnlich wie
bei einer Zeitung nach den Überschriften. Nach dem Klick erscheinen Texte
und Videos. Vor dem Besuch muss die kostenlose App installiert werden. In
der Anwendung sind auch alle Inhalte vorhanden, so dass es keiner direkten
Datenverbindung während des Besuches bedarf. Es braucht keine feste Route,
sondern der Ablauf ergibt sich intuitiv durch die Bewegung im Raum sowie
auf der Freifläche der Kirche.

Die meisten Menschen, darunter Pilger*innen, Kunstinteressierte,
Tourist*innen, Einheimische und einfach Neugierige, kommen, schauen sich
um – und gehen wieder, berichtet Jörg Mecke vom „Freundeskreis
Sigwardskirche“ und Projektleiter von „Leuchtfeuer“. Sie finden keine
Erklärungstafeln, weil aufgrund des Denkmalschutzes nichts an die Wände
der Sigwardskirche geschraubt oder geklebt werden darf. „Und dann kam die
Idee, wie man diesen Menschen die Kirche näherbringen kann, ohne dass wir
irgendwie die Wand beschädigen und mithilfe von Geräten, die die Menschen
selbst mitbringen“, so Mecke über die Projektanfänge.  Die Kirchenleitung
entscheid, auf ein Medium zu setzen, das sehr viele Menschen nutzen: ihr
eigenes Smartphone. Mecke ist sich sicher, dass diese Lösung Schule machen
wird und betont: „Dieses Projekt, das die Romanik mit modernster Technik
verbindet, ist dahingehend besonders, als dass es in Deutschland nach
unserer ausgiebigen Recherche keine andere Kirche gibt, die eine solche
Technologie im Einsatz hat.“

Doch wie entdecken die Besucher*innen das Angebot? An dieser Stelle kam
die Innenarchitektin Sandra Holzinger ins Spiel. Die HAWK-Studentin im
Masterstudiengang Gestaltung gestaltete im Bereich UI/UX-Design die
intuitive Nutzung der Inhalte der App. Sie entwickelte das Branding Design
vom Logo bis zum gesamten Auftritt. Sie entwarf alle Grafiken für die
Kommunikationsmittel, die als Orientierungshilfen vor Ort einen wichtigen
vermittelnden Zweck erfüllen, vom Flyer für den Innenbereich bis zu den
Schildern auf den Stelen – die sie übrigens als gelernte Tischlerin
ebenfalls entwarf und sogar produzierte.  „Das Projekt an sich ist ein
Paradebeispiel für die interdisziplinäre Gestaltungslehre an der HAWK“,
erklärt Sandra Holzinger.

„Das Projekt Leuchtfeuer ist für die Hochschule besonders interessant,
weil es Neues und Altes zusammenbringt, moderne Digitalisierung und ganz
altes Kulturgut – wie hier die Wandmalerei in der Kirche durch digitale
Medien“, so Dr. Marc Hudy, HAWK-Präsident. „Das finde ich großartig und es
spricht auch wieder für das, was uns ausmacht: interdisziplinär arbeiten
und vernetzt mit unserer Region.“

Genauso sieht es auch Patrick Pütz, betreuender Professor und Dozent für
Innenarchitektur an der HAWK: „Es ist ein Projekt, das sehr
interdisziplinär laufen konnte und wofür gerade wir an der Fakultät
Gestaltung stehen: Wir konnten auf der digitalen und auf der
gestalterischen Ebene von Print bis zur Skulptur unterstützen und helfen –
und das Ganze zum Leben erwecken.“

Sandra Holzinger wünscht sich vor allem, dass das Projekt funktioniert und
von Besucher*innen angenommen wird: „Ich hoffe, dass es auch die
Strahlkraft besitzt und
anderen Vereinen, Kirchen, Institutionen zeigt, dass dies eine sehr gute
Art und Weise ist, um Geschichten weiter zu erzählen“.

Von der Hochglanzbroschüre bis zum Neuwagen: Lackschichten, die auch vor
dem Kunden glänzen sollen, müssen glatt und gleichmäßig sein, um eine
einwandfreie Qualität widerzuspiegeln. Das Fraunhofer-Institut für
Produktionstechnologie IPT aus Aachen hat ein interferometrisches
Messverfahren entwickelt, mit dem sich zuverlässig ausmessen lässt, ob
dünne transparente Lackschichten gleichmäßig aufgetragen sind: Die
Möglichkeiten, die die Optische Kohärenztomographie (OCT) für das Messen
solcher Lackschichten bietet, stellt das Fraunhofer IPT anhand eines
Prototyps auf der Control, der internationalen Leitmesse für
Qualitätssicherung vom 3. bis 6. Mai 2022 in Stuttgart dem Messepublikum
vor.

Die OCT ist ein berührungsloses Messverfahren, das ursprünglich in der
Augenheilkunde entwickelt wurde. Es kann hochauflösende zwei- und
dreidimensionale Aufnahmen transparenter und semitransparenter Materialien
liefern. Mit seiner hohen Messfrequenz von über hundert Kilohertz
ermöglicht es die OCT aber auch, dünne und transparente Lackschichten von
einem Mikrometer oder mehr anhand von Querschnittsbildern zuverlässig in
der Produktion zu vermessen.

In der Druckereipraxis birgt das beispielsweise einen deutlichen Vorteil:
Denn bis heute gibt es auf dem Markt kein Messgerät, das auf dem
Druckbogen zuverlässig und direkt prüfen kann, ob die Lackschicht eine
gleichmäßige Stärke aufweist. Die Lackschichtdicke des einzelnen
Druckbogens wird nur geschätzt, indem der durchschnittliche Lackverbrauch
dokumentiert wird. Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr ungenau und gibt
keine Aufschlüsse über die Qualität der Beschichtung jedes einzelnen
Druckbogens. Ebenso verhält es sich in anderen industriellen Anwendungen,
zum Beispiel beim Auftrag von Autolack und Lackschichten zur Beschichtung
verschiedenster Bauteile.

Mit OCT zum besseren Auftrag

Das Fraunhofer IPT hat im Projekt »ifSidLa – Entwicklung eines Verfahrens
zur interferometrischen Schichtdickenmessung von dünnen, gedruckten
Lackfilmen« ein Messsystem auf Basis der Interferometrie geschaffen, mit
dem sich dünne transparente Lackschichten zuverlässig vermessen lassen.
Aufgrund der flexiblen Bauweise lässt sich das System auch in die
Produktion, oder genauer: in eine Auftragmaschine integrieren. Das System
besteht aus einer Lichtquelle mit einer spektralen Bandbreite von etwa 300
Nanometer. Das Licht wird zu gleichen Teilen in einen Probenarm und in
einen Referenzarm gespeist. Im Referenzarm wird es von einem Spiegel
zurück reflektiert. Beim Probenarm erfolgt die Reflektion an der Probe.
Ein Strahlteiler führt die beiden Lichtanteile zusammen – die Überlagerung
beider Lichtanteile wird in einem Spektrometer gemessen. Da der Weg des
Lichts beim Referenzarm immer gleich ist, der Weg beim Probenarm durch die
unterschiedlichen Proben und Probenschichten variiert, können einzelne
Schichten einer Probe untersucht und Schichtdicken von bis zu einem
Mikrometer gemessen werden.

Das hochauflösende OCT-System zeigt das Fraunhofer IPT vom 3. bis 6. Mai
2022 auf der Control in Stuttgart am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-
Gesellschaft in Halle 6, Stand 6301.

Das AiF-Projekt »ifSidLa – Entwicklung eines Verfahrens zur
interferometrischen Schichtdickenmessung von dünnen, gedruckten
Lackfilmen« wird über die »Förderung der Industriellen
Gemeinschaftsforschung (IGF)« und der »Forschungsgesellschaft
Druckmaschinen e.V. (FGD)« unter dem Förderkennzeichen »20894N1« für zwei
Jahre gefördert.

Projektkonsortium

- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Aachen
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA,
Stuttgart
- Projektbegleitender Ausschuss (PA), aus der Druckindustrie

Weitere Informationen zum OCT-Messverfahren finden Sie unter:
https://www.ipt.fraunhofer.de/oct-de