Kann nächtliches Kunstlicht Meeresalgen schädigen und
deren wichtige Funktionen für Küstenökosysteme beinträchtigen? Das
diesjährige Projekt des Ausbildungsprogramms „Globaler Ansatz durch
Modulare Experimente“ (GAME) des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für
Ozeanforschung Kiel widmet sich erstmals dieser wissenschaftlich bislang
noch nicht untersuchten Frage. Dafür sind 16 Studierende in acht Ländern
rund um den Globus im Einsatz. Ihre Arbeiten werden von der Klaus Tschira
Stiftung ermöglicht. Sie knüpfen an frühere GAME-Projekte an, die
Einflüsse von Lichtverschmutzung auf Muscheln, Seeigel und andere
Organismen am Meeresboden belegen konnten.

Dass der Einfall von nächtlichem Kunstlicht Meerestiere beeinflusst, ist
mittlerweile wissenschaftlich belegt. Auch das Ausbildungsprogramm
„Globaler Ansatz durch Modulare Experimente“ (GAME) des GEOMAR Helmholtz-
Zentrum für Ozeanforschung Kiel trug zum Erkenntnisgewinn bei. Doch können
auch Meerespflanzen wie Großalgen betroffen sein? Beeinflussen ihre
Reaktionen wiederum andere Lebewesen, die von ihnen abhängen? Wie weit
können sich die Effekte im Nahrungsnetz fortpflanzen? Sind bestimmte
Folgen auch für uns Menschen spürbar? Teilnehmende des diesjährigen GAME-
Projekts zählen zu den ersten Forschenden, die sich diesen Fragestellungen
widmen. Dafür sind 16 junge Leute von April bis Oktober 2024 in
Zweierteams in Cabo Verde, Finnland, Japan, Kroatien, Malaysia, Portugal,
Spanien und Wales im Einsatz.

Entsprechend des speziellen Ansatzes von GAME führen die Studierenden an
ihren Einsatzorten einheitliche Experimente durch, um vergleichbare Daten
zu gewinnen. In diesem Jahr setzen sie verschiedene Algenarten im Labor
für mehrere Wochen teils dem natürlichen Wechsel von Tag und Nacht und
teils nächtlichem Kunstlicht aus. Dabei werden einige der Algen in ihren
Becken ungestört gehältert, in anderen befinden sich zusätzlich
Weidegänger wie Schnecken oder Seeigel. Anschließend soll in einem
Fraßversuch getestet werden, ob die vorher beweideten Algen eine chemische
Verteidigung gegen Fraß aufgebaut haben und ob diese Fähigkeit eventuell
durch das nächtliche Kunstlicht beeinträchtigt wurde.

„Von Landpflanzen ist bereits bekannt, dass nächtliches Kunstlicht sie
beeinträchtigen kann. In den flachen Küstenmeeren übernehmen mehrzellige
Algen, deren größte Vertreterinnen ganze Unterwasserwälder bilden können,
ähnliche Funktionen wie die höheren Pflanzen an Land. Bislang gibt es aber
noch keine Untersuchungen dazu, wie sich nächtliches Kunstlicht, das an
vielen Küsten der Welt weit verbreitet ist, auf diese Organismen
auswirkt“, erklärt Projektleiter Dr. Mark Lenz. „Denkbar wäre
beispielsweise, dass das Fehlen von Dunkelheit in der Nacht den täglichen
Wechsel von Photosynthese und Atmung stört, oder andere physiologische
Prozesse, die an den Wechsel von Tag und Nacht gekoppelt sind,
beeinträchtigt. Das könnte zur Folge haben, dass die Algen eine geringere
Photosyntheseleistung erzielen, weniger wachsen oder möglicherweise
schlechter gegen Fraßfeinde verteidigt sind.“

Die drei vorangegangenen GAME-Projekte untersuchten verschiedene
Auswirkungen von nächtlichem Kunstlicht auf das Verhalten von Lebewesen am
Meeresboden. Die Serie begann 2021 mit der Frage, ob der Lichteinfall die
Aktivitätsmuster und Fraßraten mariner Weidegänger wie Schnecken und
Seeigel beeinflusst. 2022 erforschten Studierende, ob sich die
Filtrationsleistung und die Aktivität von Muscheln unter dem Einfluss von
nächtlichem Kunstlicht ändern. Der GAME-Jahrgang 2023 nahm das
Siedlungsverhalten von Larven mariner Wirbelloser wie Nesseltiere,
Muscheln, Manteltiere und Seepocken in den Blick. Seit 2021 GAME
hauptsächlich von der Klaus Tschira Stiftung ermöglicht.

„Unsere bisherigen Untersuchungen zeigten teilweise deutliche Einflüsse
des nächtlichen Kunstlichts. Diese waren jedoch nicht an allen Standorten
gleich, sondern variierten zwischen den Untersuchungssystemen. Ein Grund
dafür könnte sein, dass Meeresorganismen auf verschiedenen geographischen
Breiten unterschiedlich starke Veränderungen der Lichtverfügbarkeit im
Jahreslauf erleben und daher auch unterschiedlich auf Veränderungen in der
täglichen Lichtverfügbarkeit reagieren“, fasst Dr. Lenz zusammen.
„Beobachten konnten wir unter anderem eine Zunahme der Fraßraten bei
Seeigeln oder eine Abnahme in der Fähigkeit Haftfäden zu produzieren bei
Miesmuscheln. Außerdem setzten sich an einigen Standorten unter dem
Einfluss von nächtlichem Kunstlicht die Larven bestimmter Arten bei der
Besiedelung durch, was wiederum die Diversität der untersuchten Systeme
reduzierte.“ Derartige Reaktionen können Ökosysteme deutlich verändern. Da
sie zudem das Potenzial haben, sich auf höheren Organisationsebenen
fortzupflanzen, können sie auch Folgen für die Funktionsweise ganzer
Ökosystemen haben, die letztlich auch wir Menschen zu spüren bekommen
können. Sollten Makroalgen unter dem Einfluss von nächtlichem Kunstlicht
beispielsweise weniger gut gegen Fraß verteidigt sein, könnten
Algenbestände, die unter anderem Wasserbewegungen abbremsen und vielen
anderen Meerestieren als Lebensraum dienen, langfristig abnehmen.

Neben dem wissenschaftlichen Fortschritt fördert GAME auch die persönliche
Entwicklung der Teilnehmenden. Schon während ihres Masterstudiums lernen
sie, Experimente zu organisieren und durchzuführen, Daten auszuwerten, zu
interpretieren und darauf aufbauend eine wissenschaftliche
Veröffentlichung zu verfassen. Durch den Einsatz im Ausland und den engen
Austausch in der Gruppe eigenen sie sich wichtige interkulturelle
Kompetenzen an und knüpfen erste internationale Kontakte. Seit dem Start
von GAME im Jahr 2002 nahmen 286 Studierende aus 31 Ländern an 40
Partnerinstituten weltweit an dem Programm teil.

Hintergrund: GAME
GAME ermöglicht jungen Wissenschaftler:innen, die Auswirkungen des
globalen Wandels auf Küstenmeere zu untersuchen und dabei gleichzeitig
Daten für eine Masterarbeit zu sammeln. Dafür führen Zweierteams über
einen Zeitraum von sechs Monaten an verschiedenen Standorten auf der
ganzen Welt identische Experimente durch. Die Vor- und Nachbereitung jedes
Projekts findet gemeinsam mit allen Teilnehmenden am GEOMAR in Kiel statt.
Ein Projekt dauert von Anfang März bis Ende Dezember. Vorbereitend wird
die Herangehensweise an ökologische Fragestellungen erarbeitet und die
Analyse von Daten mit biostatistischen Methoden vertieft. In der
Nachbereitungsphase werden alle Ergebnisse vergleichend ausgewertet,
interpretiert und zur Publikation vorbereitet. In GAME trainieren die
Studierenden außerdem ihre Fähigkeit, Wissenschaft in Form von Vorträgen
und in Fachzeitschriften sowie in Formaten der Öffentlichkeitsarbeit zu
kommunizieren. Sie werden in ein globales Netzwerk eingebunden, das in
ihrer späteren Karriere als Ausgangspunkt für Kooperationen und den
Austausch von Erfahrung und Wissen dienen kann. Bewerbungen für GAME 2025
sind ab jetzt möglich.

Projekt-Förderung:
GAME wird hauptsächlich von der Klaus Tschira Stiftung ermöglicht. Weitere
Unterstüzung erhält das Programm von Bornhöft Industriegeräte, Hydro-Bios,
LimnoMar, der Müllverbrennung Kiel und SubCtech. GAME ist auf die
Unterstützung von Förderern angewiesen und freut sich über bestehendes und
zukünftiges Interesse.

Gemeinsam mit Industriepartnern haben Forschende des Fraunhofer WKI einen
Fahrzeugunterboden aus Naturfasern sowie recycelten Kunststoffen für den
Automobilbau entwickelt. Das Bauteil erfüllt die hohen technischen
Anforderungen im Unterbodenbereich und könnte zukünftig herkömmliche
Leichtbau-Fahrzeugunterböden ersetzen. Mit dieser Entwicklung wird die
Klima- und Umweltbilanz über den gesamten Produktlebenszyklus optimiert.
Der Fokus des Fraunhofer WKI lag auf der Materialentwicklung für den
Spritzguss sowie auf der Hydrophobierung von Flachs- und Hanffasern für
naturfaserverstärkte Mischfaservliese.

Den Projektpartnern Fraunhofer WKI, Thüringisches Institut für Textil- und
Kunststofftechnik (TITK), Röchling Automotive SE & Co. KG, BBP
Kunststoffwerk Marbach Baier GmbH und Audi AG ist es gelungen, ein
nachhaltiges Gesamtkonzept für Fahrzeugunterböden zu entwickeln. Damit
haben die Forschenden eine anspruchsvolle Bauteilgruppe mit hohem
Kunststoffanteil für den Einsatz von Naturmaterialien erschlossen. Bisher
wurden naturfaserverstärkte Kunststoffe im Automobil hauptsächlich für
Verkleidungsteile ohne nennenswerte mechanische Aufgaben eingesetzt.
Strukturelle Bauteile wie Fahrzeugunterböden sind jedoch enormen
Belastungen ausgesetzt und stellen hohe Anforderungen an das Biege- und
Crashverhalten des Materials. In modernen Leichtbau-Fahrzeugkonzepten
kommen daher Hochleistungswerkstoffe aus glasfaserverstärkten Kunststoffen
zum Einsatz.

Das Projektteam konnte die Glasfasern durch Naturmaterialien wie Flachs-,
Hanf- und Cellulosefasern ersetzen und Unterbodenbauteile mit einem
Naturfaseranteil von bis zu 45 Prozent realisieren. Im Bereich der
Polymere wurde vollständig auf Polypropylen-Neuware verzichtet und
ausschließlich Rezyklate eingesetzt. Alle mit dieser Materialumstellung
verbundenen Herausforderungen, sowohl die geringeren mechanischen
Ausgangseigenschaften der Werkstoffe als auch die zeitlich eingeschränkten
Verarbeitungsfenster, konnten durch geschickte Compoundkombinationen
gelöst werden.

Am Fraunhofer WKI wurden Materialien für den Spritzguss entwickelt.
»Naturfaser-Spritzguss-Compounds sind bisher vor allem durch Festigkeits-
und Steifigkeitssteigerungen gegenüber unverstärkten Polymeren bekannt.
Bei der Entwicklung im Fahrzeugunterboden ist es darüber hinaus gelungen,
durch eine innovative Kombination von ausgewählten Post-Consumer-
Rezyklaten (PCR) als Matrix und Naturfasern unterschiedlicher
Reinheitsgrade die hohen Anforderungen an die Kaltschlagzähigkeit zu
erfüllen, ohne dabei die geforderte Steifigkeit und Festigkeit
einzubüßen«, erklärt Moritz Micke-Camuz, Projektleiter am Fraunhofer WKI.

Im Rahmen der Entwicklung wurden am TITK und bei Röchling erstmals
Faserverbundbauteile aus naturfaserverstärktem Mischfaservlies
(Lightweight-Reinforced-Thermoplastic, LWRT) realisiert. Das entwickelte
Produkt erfüllt nicht nur die mechanischen Anforderungen. Es widersteht
insbesondere auch den Herausforderungen, die durch die feuchte
Einsatzumgebung hervorgerufen werden. Zur Hydrophobierung von Flachs- und
Hanffasern für LWRT-Bauteile wurde am Fraunhofer WKI ein kontinuierliches
Furfurylierungsverfahren entwickelt. Durch die Furfurylierung kann die
Feuchtigkeitsaufnahme um bis zu 35 Prozent reduziert werden, ohne die
Biegefestigkeit der späteren Bauteile zu beeinträchtigen. Das
furfurylierte Fasermaterial lässt sich zudem problemlos auf einer
Vliesanlage weiterverarbeiten

Die gefertigten Prototypenbauteile wurden anschließend sowohl auf
Komponentenebene als auch im Fahrversuch intensiv getestet. Dazu dienten
unter anderem die Fahrzeuge der neuen »Premium Platform Electric« (PPE)
des VW-Konzerns. Im Rahmen der Serienerprobung konnten bereits
Langzeiterfahrungen gesammelt werden. Das erfreuliche Ergebnis dieser
Tests: Die neu entwickelten Bioverbundwerkstoffe erfüllen alle
Standardanforderungen an Unterbodenbauteile und erweisen sich als
serientauglich. Weder der Einsatz von Naturfasern noch von (Post-
Consumer-)Rezyklaten führt zu einer signifikanten Beeinträchtigung der
Eigenschaften.

Ein wesentlicher Vorteil der Innovation liegt auch in der deutlich
verbesserten CO2-Bilanz: Im Vergleich zur Serie können 10,5 Kilogramm
Neuware (PP/Glasfaser) durch 4,2 Kilogramm Naturfasern und 6,3 Kilogramm
Post-Consumer-Rezyklat ersetzt werden. Dadurch konnten die CO2-Emissionen
während der Produktion, der Nutzung und des Produktlebens um bis zu 40
Prozent reduziert werden.

Im Rahmen des Entwicklungsprojektes wurde ein innovatives, ganzheitliches
Gesamtkonzept für Fahrzeugunterböden inklusive Recycling mit kaskadischer
Wiederverwendung der Komponenten entwickelt. Aus technischer Sicht können
Fahrzeugunterböden zukünftig vollständig aus dem neuen,
hochleistungsfähigen Bio-Leichtbau-Material hergestellt werden.

Förderung
Das Projekt wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK) über den Projektträger TÜV Rheinland gefördert.

Das Fraunhofer WKI: Wir bauen die Zukunft aus nachwachsenden Rohstoffen.
Seit 1946.
Nachhaltigkeit ist seit der Gründung des Fraunhofer WKI im Jahre 1946 das
zentrale Thema. Der Gründer und Namensgeber Dr. Wilhelm Klauditz gilt als
Pionier der modernen Holzwerkstoffindustrie. Heute nutzt das Fraunhofer
WKI die ganze Bandbreite nachwachsender Rohstoffe, um daraus nachhaltige
Werkstoffe, Bauteile und Chemieerzeugnisse zu entwickeln. Das Institut mit
Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf
Verfahrenstechnik, Formgebung und Komponentenfertigung mit Biowerkstoffen,
biobasierte Bindemittel und Beschichtungen, Funktionalisierung,
Brandschutz, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den
Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen in Gebäuden und Fahrzeugen. Darüber
hinaus gehört das Fraunhofer WKI zu den führenden Forschungseinrichtungen
im Bereich Innenraumluftqualität. Nahezu alle Verfahren und Produkte, die
aus der Forschungstätigkeit des Instituts hervorgehen, werden industriell
genutzt. Mit seiner Forschung und Entwicklung leistet das Fraunhofer WKI
einen wichtigen Beitrag für den Aufbau einer biobasierten
Kreislaufwirtschaft (Zirkuläre Bioökonomie).

Fallstudie gerockt: Valerie Pietrczak und Tresor Benedikt Mbala haben
sich bei der „International Olympic Case Study Competition“ gegen 18
renommierte Universitäten durchgesetzt.

Künzelsau, April 2024. Sieg für unsere Künzelsauer Studierenden aus dem
Masterstudiengang Betriebswirtschaft und Kultur-, Freizeit-,
Sportmanagement! Valerie Pietrczak und Tresor Benedikt Mbala setzten sich
beim internationalen Finale der „International Olympic Case Study
Competition (IOC)“ gegen 18 renommierte Universitäten durch und gewannen
den ersten Platz. Nach fünf Runden ließen sie dabei über 200 teilnehmende
Studierenden hinter sich. Begleitet wurden sie von ihrem Professor
Sebastian Kaiser.

Der Wettbewerb startete bereits Anfang letzten Jahres und fand jetzt
seinen krönenden Abschluss. Der Internationale Olympische
Fallstudienwettbewerb IOC wird jährlich vom „The Olympic Studies Centre“
in Lausanne und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz organisiert. Er
bietet Studierenden aus der ganzen Welt die Möglichkeit, in realistischen
Beratungsprojekten gegeneinander anzutreten. Die Studierenden schlüpfen
hierfür in ihrem Heimatland in die Rolle von Agenturen, die eine
Organisation der olympischen Bewegung zu unterschiedlichen
Problemstellungen berät. Es geht dabei immer um die aktuellen
Herausforderungen des strategischen Managements im internationalen Sport.
Beim diesjährigen Wettbewerb bestand die Aufgabe darin, ein „Athlete
Ambassadorship“ Programm im Umfeld einer Großsportveranstaltung zu
entwickeln, um die Attraktivität des Sports und dessen Nähe zur
Bevölkerung zu steigern.

Die Ergebnisse der Finalrunden werden jeweils vom IOC und den
internationalen Sportverbänden kommentiert.

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Hochschule Heilbronn – Kompetenz in Technik, Wirtschaft und Informatik
Mit ca. 7.500 Studierenden ist die Hochschule Heilbronn (HHN) eine der
größten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Baden-Württemberg.
Ihr Kompetenz-Schwerpunkt liegt in den Bereichen Technik, Wirtschaft und
Informatik. An ihren vier Standorten in Heilbronn, Heilbronn-Sontheim,
Künzelsau und Schwäbisch Hall bietet die HHN mehr als 60
zukunftsorientierte Bachelor- und Masterstudiengänge an, darunter auch
berufsbegleitende Angebote. Die HHN bietet daneben noch weitere
Studienmodelle an und pflegt enge Kooperationen mit Unternehmen aus der
Region. Sie ist dadurch in Lehre, Forschung und Praxis sehr gut vernetzt.
Das hauseigene Gründungszentrum unterstützt Studierende sowie Forschende
zudem beim Lebensziel Unternehmertum.