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Technology Magazine "SCHOTT solutions" - Edition 1/2014
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New insights into the world of SCHOTT: Whether it’s in breeding algae, refrigerators in supermarkets, high-efficiency fuel cells, solar streetlights or what will soon be the world’s largest solar telescope – very few people know where SCHOTT components are used or even make things possible. The latest “solutions” magazine offers information in print and online form on the latest application highlights and product innovations as well as background information about key events at SCHOTT like 25 years of the Otto Schott Research Center, 125 years of the Carl Zeiss Foundation or the presentation of the 2014 Otto Schott Research Award.

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Technology Magazine "SCHOTT solutions" - Edition 1/2014

  1. 1. THE SCHOTT TECHNOLOGY MAGAZINE 1/2014 The Otto Schott Research Center has served as one of the world’s leading glass research institutions. The SCHOTT Group’s “think tank” creates the future already today by developing innovative technologies and materials on the basis of specialty glass and glass-ceramics. Das Otto-Schott-Forschungszentrum ist eine der weltweit führenden Glasforschungsstätten: Im „Think-Tank“ des SCHOTT Konzerns wird mit innovativen Technologien und Materialien auf Basis von Spezialglas und Glaskeramiken schon heute Zukunft gestaltet. DRIVING INNOVATION INNOVATIONEN VORANTREIBEN PhotoFoto:SCHOTT/R.Weitnauer
  2. 2. Now with STC approval for the A320 family HelioJet LED cabin lighting at work! HelioJet technology with EASA STC for A320 family Same aircraft interior before HelioJet has been installed HelioJet SpectrumCC with active color control There is no second chance to make a good first impression. This also holds true when passengers board an airplane. With HelioJet, the innovative LED cabin lighting system from Lufthansa Technik and SCHOTT, passengers are impressed from the very first moment. HelioJet technology redefines LED lighting. Two LEDs feed light from both ends into an optical light converter, which mixes the light according to fiber optic principles. The output is unmatched homogeneous light; no visible color shifts over time and no “dead spots.” HelioJet is easy to install and lowers maintenance costs due to LED technology. HelioJet is already flying and has EASA STC approval for the Airbus A320 family. Let HelioJet also work for you! |
  3. 3. 3 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 EDITORIAL VORWORT Dear readers, Looking back is often much like taking an educational journey through time. The establishment of the Otto Schott Research Cen- ter 25 years ago shows us what research and innovation once meant – and where schott stands today. We are still fully aware of the relationship that exists between innovation and growth. Thinking beyond the limitations of our current capabilities as well as the continuous advancement of our products and processes comprise our formula for growth. At the same time, however, our values also include taking en- trepreneurial responsibility. In this sense, the Foundation Statute of the Carl Zeiss Foundation that celebrated its 125th anniversary this year is still in tune with the times and impressively proves that it is possible to successfully combine acting responsibly with growth and innovation. Sustained continued development is only possible by engaging in extensive exchanges on the needs of our customers, partners and society. The many innovative examples discussed in this edition of our technology magazine clearly demonstrate that this close connec- tion is successful both internally and externally and that our leading technologies and materials facilitate progress and help to design the future. We wish you enjoyable reading. Liebe Leserinnen und Leser, Rückschau ist oft wie eine lehrreiche Zeitreise. Der Aufbau des Otto-Schott-Forschungszentrums vor 25 Jahren zeigt uns, was Forschung und Innovation einst bedeuteten – und wo schott jetzt steht. Damals wie heute sind wir uns der Wechselwirkung von Innovation und Wachstum bewusst. Ein Denken über die Grenzen existierender Möglichkeiten hinaus sowie permanente Verbesserung von Produkten und Prozessen sind unsere Formel für Wachstum. Zu unseren Werten zählt aber auch unternehmerische Verant- wortung. Das Stiftungsstatut der in diesem Jahr 125 Jahre alten Carl-Zeiss-Stiftung ist in diesem Sinne immer noch topaktuell und beweist eindrucksvoll, dass das Bekenntnis zu verantwor- tungsvollem Handeln sowie zu Wachstum und Innovation erfolg- reich verbunden werden können. Nachhaltige Fortentwicklung gelingt erst durch intensiven Austausch über die zentralen Bedürf- nisse unserer Kunden, Partner und der Gesellschaft. Dass diese enge Vernetzung intern wie extern erfolgreich ist, dass unsere Spitzentechnologien und -werkstoffe helfen, Fort- schritt und Zukunft zu gestalten – das belegen viele innovative Beispiele in dieser Ausgabe unseres Technologiemagazins. In diesem Sinne wünschen wir Ihnen eine anregende Lektüre. Board of Management of SCHOTT AG: Dr. Frank Heinricht (Chairman, center), Klaus Rübenthaler (left) and Dr. Hans-Joachim Konz (right) PhotoFoto:SCHOTT/A.Sell Dr. Frank Heinricht Klaus Rübenthaler Dr. Hans-Joachim Konz
  4. 4. 43 18 3223 52 46 40 4 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 CONTENTS INHALT 06 RESEARCH FOR THE BENEFIT OF PROGRESS For  years, the Otto Schott Research Center has stood for trend-setting glass development. The “glass laboratory” from SCHOTT serves as the nucleus for yester- day’s, today’s and tomorrow’s innovative products and technologies. FORSCHEN FÜR DEN FORTSCHRITT Seit  Jahren steht das Otto-Schott- Forschungszentrum für zukunftsweisende Glasentwicklung. Das „Glaslabor“ von SCHOTT ist die Keimzelle für innovative Produkte und Technologien gestern, heute und morgen. 06 Photo Foto : SCHOTT/A. Sell Photo Foto : SCHOTT PhotoFoto:FlexSol Photo Foto : SCHOTT/H.-J. Schulz PhotoFoto:SCHOTT/C.Costard PhotoFoto:SCHOTT/H.-J.Schulz PhotoFoto:SCHOTT/A.Stephan PhotoFoto:SCHOTT
  5. 5. 5 CONTENTS INHALT 12 TRANSPARENCY AND REFLECTION SCHOTT® SeeClear uses reflective and yet transparent glass surfaces to make home and electric appliances more attractive. TRANSPARENZ IM SPIEGEL SCHOTT® SeeClear verschönert Haushalts- und Elektrogeräte mit verspiegelten und zugleich transparenten Glasoberflächen. 16 A SUCCESSFUL COMPANY MODEL The Carl Zeiss Foundation celebrated its th anniversary in the presence of Germany’s Chancellor Angela Merkel. ERFOLGREICHES UNTERNEHMENSMODELL Im Beisein von Bundeskanzlerin Angela Merkel feierte die Carl-Zeiss-Stiftung ihr -jähriges Jubiläum. 18 THE ALGAE TURBO CONTURAX® glass tubes help to improve industrial growing of algae with photobioreactors. TURBO FÜR ALGEN CONTURAX® Glasrohre helfen bei der Optimierung der industriellen Algenzucht mittels Photobioreaktoren. 23 SIGHTS SET ON THE SUN A ZERODUR® mirror substrate . meters in diameter makes the DKIST solar telescope on Hawaii the largest of its kind. DIE SONNE IM VISIER Ein ZERODUR® Spiegelträger mit , Meter Durchmesser macht aus dem Sonnenteleskop DKIST auf Hawaii das größte seiner Art. 28 WITH THE EYE OF A SENSOR The LED cabin lighting solution “HelioJet” SpectrumCC uses special sensor technology to render light in a homogeneous manner. MIT DEM AUGE EINES SENSORS Die LED-Kabinenbeleuchtung „HelioJet“ SpectrumCC nutzt spezielle Sensortechnik für die homogene Farbwiedergabe. 32 THE GLASS LABORATORY INSIDE A MOUNTAIN The geoscientist Prof. Donald Dingwell was presented with the  Otto Schott Research Award for his volcanic research. DAS GLASLABOR IM BERG Der Geowissenschaftler Prof. Donald Dingwell erhielt für seine Vulkanforschung den Otto-Schott-Forschungspreis . 36 POROUS POWER The nanoporous glass product CoralPor® offers application potentials that extend well beyond the laboratory. PORÖSE POWER Das nanoporöse Glasprodukt CoralPor® bietet Einsatzpotenziale weit über das Labor hinaus. 40 MAGICAL SHOPPING EXPERIENCE Thanks to SCHOTT Termofrost® Smart Access, the glass doors of refriger- ators at the first REWE grocery stores open up without being touched. MAGISCHES KAUFERLEBNIS In ersten REWE-Märkten öffnen sich die Glastüren der Kühlmöbel berührungslos – dank SCHOTT Termofrost® Smart Access. 43 HIGHER EFFICIENCY FOR PHARMACEUTICAL COMPANIES The new SCHOTT adaptiQ™ system for ready-to-use vials meets important demands for the pharmaceutical industry. MEHR EFFIZIENZ FÜR PHARMAZEUTEN Das neue SCHOTT adaptiQ™ System für Ready-to-Use-Vials erfüllt wichtige Anforderungen der Pharmaindustrie. 46 EXCITED ABOUT EFFICIENTLY GENERATED ENERGY Heat-resistant glasses and glass-ceramics from SCHOTT serve as insulating materials for high temperature fuel cells. HEISS AUF EFFIZIENT ERZEUGTE ENERGIE Hitzebeständige Gläser und Glaskeramiken von SCHOTT dienen als Dichtungsmaterial für Hochtemperatur-Brennstoffzellen. 50 COOKING IN SHANGHAI’S SKIES CERAN® glass-ceramic cooktop panels are everything but exotic at Asia’s highest restaurant. KOCHEN HOCH ÜBER SHANGHAI Im höchstgelegenen Restaurant Asiens sind CERAN® Glaskeramik- Kochflächen alles andere als exotisch. 52 LIGHT IN THE DESERT Specialty glass from SCHOTT makes modular streetlights with convex solar cells ready for use on the streets. LICHT IN DER WÜSTE Spezialglas von SCHOTT macht modulare Straßenlaternen mit gebogenen Solarzellen fit für den Einsatz auf der Straße. 56 ATRIUM WITH ATMOSPHERE Fire-resistant glazing with PYRAN® S makes for a pleasant stay at the renovated Bildungsforum Potsdam. ATRIUM MIT ATMOSPHÄRE Im sanierten Bildungsforum Potsdam sorgt eine Brandschutzver- glasung mit PYRAN® S für eine hohe Aufenthaltsqualität. 03 Editorial / 30 Focus Fokus 58 NEWS / 59 Imprint Impressum
  6. 6. 6 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 RESEARCH AND DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG CHRISTINE FUHR I n quoting the British novelist John Galsworthy, the former SCHOTT Speaker of the Board of Management, Dr. Heinrich J. Klein, once said, “If you don’t think about the future, you cannot have one,” on the occasion of laying the cornerstone for the Otto Schott Research Center in June 1987. SCHOTT management had indeed thought about its future – and taken action. At that time, W er nicht über die Zukunft nachdenkt, wer nichts für die Zukunft tut, wird keine haben“, zitierte der ehemalige SCHOTT Vorstandssprecher Dr. Heinrich J. Klein den britischen Schriftsteller John Galsworthy bei der Grundsteinlegung im Juni 1987. Das SCHOTT Management hatte nachgedacht – und gehan- delt: Rund 50 Millionen D-Mark (25 Millionen Euro) investierte RESEARCH FOR THE BENEFIT OF PROGRESS FORSCHEN FÜR DEN FORTSCHRITT The Otto Schott Research Center has been actively pursuing application-oriented glass development for  years. Its multifunctional service center functions as a “think tank” for the company by driving innovative products and technologies and bringing them to market together with the operative Business Units. Seit  Jahren findet im Otto-Schott-Forschungszentrum anwendungsorientierte Glasentwicklung statt. Das multifunk- tionale Dienstleistungszentrum fungiert dabei als „Think-Tank“ des Konzerns, in dem innovative Produkte und Tech- nologien vorangetrieben und – gemeinsam mit den operativen Geschäftseinheiten – zur Marktreife gebracht werden. The Otto Schott Research Center provides developers with an ideal infrastructure for advancing innovations. Das Otto-Schott-Forschungszentrum bietet Entwicklern eine ideale Infrastruktur, um Innovationen voranzubringen. PhotoFoto:SCHOTT/A.Sell
  7. 7. 7 the company invested approximately 50 million deutschmarks (25 million euros) in a future-oriented project: a research and de- velopment center that opened its doors in the fall of 1989 and was called the “Otto Schott Research Center” in honor of the glass scientist and company founder. : Starting out on a new scale The SCHOTT Group has been committed to achieving top scien- tific and technological performances since the company was founded 130 years ago. “Research was never an end in itself, but rather always directed at industrial practice in close cooperation with the operative units with respect to results and findings,” explains the SCHOTT Board Member responsible for R&D, Dr. Hans-Joachim Konz. Here, the impressive new building added a completely new dimension with respect to the infrastructure for the employees in R&D who had been working in a laboratory building and at 14 other branch offices. The Research Center with 43,000 square feet of space housed modern laboratories and analytical devices, affili- ated workshops, clean rooms and an 8,600-square foot experimen- tation hall. This created the ideal environment for the 100 research- ers, engineers and application experts who initially worked there. : Multifunctional service providers Today, in the anniversary year, the Otto Schott Research Center presents itself as a multifunctional innovation and technology ser- vice center. Under its roof, you’ll also find an analytical and mea- surement technology service that has a command of more than 300 measurement methods and problem solving techniques for external clients and SCHOTT pharma services with analytical labo- ratory services specifically for pharmaceutical customers.The con- tinued development of computer technology over the last 25 years das Unternehmen damals in ein zukunftsweisendes Projekt: ein Forschungs- und Technologiezentrum, das im Herbst 1989 seine Pforten öffnete und den Namen „Otto-Schott-Forschungszent- rum“ erhielt – eine Referenz an den Glaswissenschaftler und Un- ternehmensgründer. : Aufbruch in neue Dimensionen Das Streben nach wissenschaftlichen und technologischen Spit- zenleistungen gehört seit Anbeginn vor 130 Jahren zum Selbst- verständnis des SCHOTT Konzerns. „Forschung war dabei nie Selbstzweck, sondern in ihren Ergebnissen und Erkenntnissen immer in enger Zusammenarbeit mit den operativen Einheiten auf die industrielle Praxis ausgerichtet“, erklärt SCHOTT F&E Vorstand Dr. Hans-Joachim Konz. Dafür schuf der markante Neubau eine neue Dimension, was die Infrastruktur für die bislang auf ein Laborgebäude und 14 wei- tere Außenstellen verteilten F&E-Mitarbeiter betraf: ein For- schungszentrum auf 4.000 Quadratmetern Fläche mit modernen Labors und Analysegeräten, angegliederten Werkstätten, Reinräu- men sowie einer 800 Quadratmeter großen Experimentierhalle. Damit entstanden ideale Voraussetzungen für die damals über 100 Wissenschaftler, Ingenieure und Anwendungsexperten. : Multifunktionaler Dienstleister Heute, im Jubiläumsjahr, präsentiert sich das Otto-Schott-For- schungszentrum als multifunktionales Innovations- und Techno- logie-Dienstleistungszentrum. Unter seinem Dach befinden sich zudem ein Analytik- und Messtechnik-Service mit über 300 Mess- methoden und Problemlösungsverfahren auch für externe Auf- traggeber sowie SCHOTT pharma services mit analytischen Labor- dienstleistungen speziell für Pharma-Kunden. Die Entwicklung der Computertechnik in den letzten 25 Jahren hat die Arbeit der Precise data is recorded at the measure- ment technology laboratory in order to be able to develop more advanced optical materials and components. Im Messtechnik-Labor werden präzise Daten erfasst zur (Weiter-)Entwicklung optischer Materialien und Komponenten. PhotoFoto:SCHOTT/C.Costard Photo Foto : SCHOTT/A. Stephan SCHOTT experts use nanoimprint technology to apply sophisticated surface structures to glass. SCHOTT Experten setzen die Nanoimprint- Technologie ein, um komplexe Oberflächen- strukturen auf Glas aufzubringen.
  8. 8. 8 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 RESEARCH AND DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG solutions: Vor welchen Herausforderungen steht die SCHOTT Forschung heute? Dr.Konz:Innovationen sind unser größter Wachstumstreiber. Angesichts des verschärften Wettbewerbs ist es mehr denn je Auf- gabe der Forschung, Innovationsprozesse kreativ zu beschleunigen sowie durch neue Produkte und Technologien unsere Markt- und damit Wachstumschancen zu erhöhen. solutions: Wie funktioniert dies bei SCHOTT? Dr. Konz: Unsere Forscher sitzen nicht isoliert im Think- Tank, sie sind Netzwerker und Business-Partner der operativen Einheiten – im Sinne einer „Connected Company“. Das heißt, Forscher und Business Units (BUs) sind ständig im intensiven, kritischen Austausch über Markttrends, Technologieroadmaps, Vorschläge für Weiterentwicklungen und deren Bewertung. Wir wollen so möglichst frühzeitig unsere BUs einbinden, erfolgver- sprechende Ideen erkennen und umsetzen können. Dazu müssen wir auch marktnah, das heißt beim Anwender vor Ort, forschen. So wird es mittelfristig auch F&E-Aktivitäten in Asien geben. solutions:What challenges does SCHOTT research face today? Dr. Konz: Innovations are our biggest drivers of growth. In light of the fierce competition we face, it is now more than ever the job of research to creatively speed up innovation processes and improve our market position and thus growth opportunities by developing new products and technologies. solutions: How does this work at SCHOTT? Dr. Konz: Our researchers do not sit isolated inside a think tank, but rather they are networkers and business partners of the operative units – in the sense of a “connected company.” This means that researchers and Business Units (BUs) constantly en- gage in intensive, critical exchanges on market trends, technology roadmaps, recommendations and evaluation of further develop- ments. Our aim is to involve the BUs as early as possible, and recognize and execute on particularly promising ideas. This means we must be close to the market and do research locally where the users are. For this reason, we are also planning to engage in R&D activities in Asia in the medium term. SCHOTT Board Member responsible for research, Dr.Hans-Joachim Konz, discusses SCHOTT research as a driving force and the benefits of being a “connected company.” SCHOTT Forschungsvorstand Dr.Hans-Joachim Konz über die SCHOTT Forschung als Treiber und die Chancen einer „Connected Company“. Growth through Innovations Wachstum durch Innovationen INTERVIEW Unique materials such as these ceramic platelets have high optical refractive indexes and exceptional dispersion values. Neuartige Materialien wie diese Keramik-Plättchen verfügen über hohe optische Brechzahlen und außergewöhnliche Dispersionswerte. Photo Foto : SCHOTT/A. Stephan PhotoFoto:SCHOTT/C.Costard SCHOTT uses equipment like the TOF-SIMS mass spectrometer to measure the surface properties of various types of glasses. Zur Messung von Oberflächeneigenschaf- ten von Gläsern nutzt SCHOTT Equipment wie TOF-SIMS-Massenspektrometer.
  9. 9. 9 Glasentwickler massiv verändert: Nahezu alle relevanten Her- stellprozesse können heute mit hoher Genauigkeit am Computer simuliert, Materialeigenschaften sehr präzise vorausberechnet wer- den. Dies hilft, Entwicklungsprozesse wesentlich schneller und kostengünstiger durchzuführen und so den Entwicklungsvor- sprung im internationalen Wettbewerb zu halten und auszubauen. „Als ergebnisorientierter Innovationspartner der SCHOTT Business Units eröffnen wir neue Geschäftsmöglichkeiten und si- chern bestehende Geschäfte durch die Entwicklung neuer Ma- terialien und Technologien ab“, erklärt Dr. Martin Heming, Leiter SCHOTT Research & Development. Zu den wesentlichen Innovationstreibern der nächsten Dekade zählen Megatrends wie Energieeinsparung und Ressourceneffizienz. „Unsere Materialfor- schung ist hier besonders gefragt“, so SCHOTT Materialexperte Dr. Matthias Bockmeyer. Chancen erarbeitet man sich aktuell auf strategischen Feldern wie etwa dünnen, hochfesten Gläsern, Energiespeicherung, unter anderem für die Elektromobilität, has significantly changed how glass developers work. Nearly all relevant manufacturing processes can now be simulated extremely accurately on the computer, and material properties can be calcu- lated very precisely in advance. This helps the researchers to per- form development processes much more quickly and cost effec- tively and thus maintain and extend their development lead in competing internationally. "As a results-oriented innovation partner to the SCHOTT Busi- ness Units, we open up new business opportunities and defend our position with respect to our current businesses by developing new materials and technologies,” explains Dr. Martin Heming, head of SCHOTT Research & Development. Megatrends such as conserv- ing energy and resources will rank among the main drivers of in- novation in the decade to come. “Our research on materials is in great demand,” notes SCHOTT materials expert Dr. Matthias Bockmeyer. The company is currently developing opportunities in strategic fields such as thin, high-strength glasses; storage of solutions: Welche Innovationen können Sie uns derzeit ver- raten? Dr. Konz: Zum Beispiel Glaskeramiken als Dielektrikum für Kondensatoren mit stark erhöhter elektrischer Speicherdichte sowie Glas-Aluminium-Verbin- dungen zur dauerhaften Abdich- tung von leistungsstarken Lithi- um-Ionen-Batterien für Elek- trofahrzeuge. Großes Potential schlummert in transparenten und transluzenten Keramiken, die als neue optische Materialien interessante Optionen für Abbil- dungssysteme sowie High-Power LED- und LD-Lichtquellen bie- ten. Weiterentwickelt wird der- zeit unser Xensation® Cover Glas für mobile Endgeräte – es soll künftig noch kratzfester werden und die Lesbarkeit des Displays verbessern. Und innovative Laminate aus Xensation® Cover und Kunststoff-Folien ermöglichen brandschutzsichere, dünne, leichte und kratzfeste Innenscheiben für Passagierflugzeuge. Schwerpunkt der Entwicklungstätigkeit ist die kontinuierliche Verbesserung unserer Schmelztechnologie, vor allem unter den Aspekten des Energie- und Ressourceneinsatzes. Und angewandte Grundlagenforschung betreiben wir dort, wo wir durch das wis- senschaftliche Verständnis unserer Materialien und Prozesse dem Kunden einen echten Mehrwert liefern können. < solutions: What innovations are you able to share with us today? Dr. Konz: Glass-ceramics as dielectrics for capacitors that have a considerably higher electrical storage density, as well as glass-aluminum seals for perma- nent insulation of high power lithium-ion batteries for electric vehicles. Huge potential lies in transparent and translucent ce- ramics that offer interesting op- tions for imaging systems as new optical materials, as well as high- power LED and LD light sources. We are currently further develop- ing our Xensation® Cover glass for use in mobile devices. We want to make it even more scratch resistant and improve the legibility of the display in the fu- ture. And innovative laminates made of Xensation® Cover and plastic foils allow for fire-resistant, thin, light and scratch-resistant internal panes for use in passenger aircraft. The main focus of our development activity is on continuously improving our melting technology, particularly when it comes to conserving energy and resources. Furthermore, we conduct ap- plied fundamental research in areas where we are in a position to offer our customers genuine added value due to our scientific un- derstanding of materials and processes. < PhotoFoto:SCHOTT/A.Sell
  10. 10. 10 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 RESEARCH AND DEVELOPMENT FORSCHUNG & ENTWICKLUNG Ressourceneffizienz in der Schmelztechnologie, „grünen“ Gläsern sowie Grundlagentechnologien zur Entwicklung neuer sowie der Verbesserung existierender Produkte und Funktionalitäten. Globales F&E-Netzwerk Basis für eine erfolgreiche Forschung sind entsprechende Investi- tionen: Der Anteil der F&E-Aufwendungen im Verhältnis zum Umsatz betrug bei SCHOTT im Geschäftsjahr 2012/13 4,3 Prozent und liegt damit leicht höher als in den Vorjahren. Für die Innova- tionskraft ebenso maßgeblich ist das globale F&E-Netzwerk mit rund600hochqualifiziertenMitarbeitern.SiedeckendasFeldvon der angewandten Forschung bis zur Produktentwicklung ab. Das Netzwerk spannt sich von Mainz und seiner 1969 gegründeten F&E-Dependance in Duryea/USA über die F&E-Einheiten der Business Units bis zu den Applikationszentren in China, Korea sowie Japan. Auch das externe Netzwerk ist groß und umfasst mittlerweile mehr als 120 Partner rund um die Welt. Dazu zählt eine enge Zu- sammenarbeit mit Universitäten und Instituten samt intensiver Förderung des akademischen Nachwuchses mit Betreuung von Doktoranden und Diplomanden. Der seit 1991 verliehene Otto- Schott-Forschungspreis (s. auch S. 32), viele gemeinsame For- schungsarbeiten wie auch regelmäßige Expertenpanels sind weite- re Beispiele für das globale Networking bei SCHOTT. „Darin schlummert ein riesiges Entwicklungspotential für Innovationen“, so SCHOTT Research Fellow Dr. Roland Langfeld. „Dies wollen wir nutzen, um weiterhin eine hohe Neuproduktrate von 30 Pro- zent sicherzustellen.“ < energy for electric mobility; as well as resource efficiency in the area of melting technology; “green” glasses; and enabling tech- nologies for the development of new and improved existing products and functionalities. Global R&D network The appropriate investments form the basis for successful research; SCHOTT’s share of R&D expenditures in relation to sales was 4.3 percent in fiscal year 2012/13 and was slightly higher than in past years. The global R&D network with its approximately 600 high- ly qualified employees also contributes significantly to the com- pany’s power of innovation. It covers everything from the field of applied research to product development. The network stretches fromMainzandits R&D branchthatwasfoundedinDuryea/USA in 1969 to the Business Units’ R&D units, as well as to application centers in China, Korea and Japan. The external network is also quite large and now includes more than 120 partners around the world. Close cooperation with universities and institutes and extensive support for young pro- fessionals by hosting doctorate theses and diplomas are but two key aspects. The Otto Schott Research Award (see also p. 32) that has been awarded since 1991, many joint research projects and regular expert panels are yet other examples of global networ- king at SCHOTT. “Immense development potential for innova- tions lies within our research center,” notes SCHOTT Research Fellow, Dr. Roland Langfeld. “We want to leverage this potential in order to continue to ensure a high new product rate of 30 per- cent,” he adds. < For SCHOTT, networking also includes maintaining close ties to the research community. Many of the previous award winners were in attendance when the th Otto Schott Research Award was presented (photo) at company headquar- ters in Mainz. Zum SCHOTT Networking gehört die intensive Kontaktpflege mit der Wissen- schaftsgemeinde. Bei der Verleihung des . Otto-Schott-Forschungspreises (Bild) trafen sich viele frühere Preis- träger in der Mainzer Konzernzentrale. PhotoFoto:SCHOTT/A.Sell
  11. 11. 11 Die Zusammenarbeit von Forschern des „Glaslabors“ mit Entwicklern aus den SCHOTT Geschäftsbereichen hat im vergangenen Vierteljahr- hundert zahlreiche Innovationen auf dem Materialsektor, anwen- dungsorientierte Lösungen auf Produktseite und neue Fertigungs- technologien hervorgebracht. Manche der Entwicklungen sind nur noch Geschichte, doch ein großer Teil konnte sich bis heute auf dem Markt durchsetzen. < The cooperation between researchers at the “glass laboratory” and developers from the SCHOTT Business Units has resulted in numer- ous innovations in the materials sector, application-oriented solu- tions on the product side and new production technologies over the last quarter of a century. Some of the developments are now only history, however many of them have prevailed on the market to this day. < HIGHLIGHTS FROM 25 YEARS OF A “GLASS LABORATORY” HIGHLIGHTS AUS 25 JAHREN „GLASLABOR“ Technologies for manu- facturing glass substrates for flat panel displays Technologien zur Herstel- lung von Substratgläsern für Flachdisplays Fiber-optic glasses Faseroptische Gläser Lead- and barium-free crystal glass Blei- und bariumfreies Kristallglas Sidelight fibers Sidelight Fasern Special glass tubes for backlights Spezialglasröhren für Backlights The PICVD process (Plasma Impulse Chemical Vapor Deposition) PICVD (Plasma Impulse Chemical Vapour Deposition)-Verfahren Floatable glass-ceramic Floatbare Glaskeramik High-temperature refining processes Hochtemperatur- Läuterverfahren Lead-free optical glasses Bleifreie optische Gläser Colored and transparent glass-ceramics Farbige und transparente Glaskeramiken Lead-free, eco-friendly glass fibers (PURAVIS® ) Bleifreie, umweltfreundliche Glasfasern (PURAVIS® ) Glass-ceramics for electronic applications Glaskeramik für elektronische Applikationen Boron-free glass with high physical and chemical resistance Borfreies Glas mit hoher physikali- scher und chemischer Beständigkeit High-strength glass for touchscreens Hochfestes Glas für Touchscreens
  12. 12. 12 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 FLAT GLASS FLACHGLAS CORINNA HUBER Wall mirrors that throw sunlight at each other: The effect of reflective surfaces is always astonishing – not just in the Hall of Mirrors at the Palace of Versailles. Rooms appear brighter, more brilliant and far more spacious. It is no wonder this impres- sive effect was treasured by emperors and kings alike. Even today, interior designers and industrial architects exploit the potential of reflective elements: expansive glass fronts in modern houses and apartments enhance the feeling of light and space. Smooth, glossy furniture reflects the light – and built-in appliances are part of this M eterhohe Wandspiegel werfen sich das Sonnenlicht zu. Der Effekt spiegelnder Flächen verblüfft immer wieder – nicht nur im Spiegelsaal von Schloss Versailles: Räume erscheinen heller, brillanter und auch deutlich größer. Diese beeindruckende Wirkung schätzten bereits Kaiser und Könige. Auch heute nutzen Innenarchitekten und Industriedesigner das Potential von spie- gelnden Elementen: Großzügige Glasfronten in modernen Woh- nungen erhellen den Raum. Glatte, glänzende Möbel reflektieren das Licht – und Einbaugeräte, beispielsweise in Küchen, fügen sich TRANSPARENCY AND REFLECTION TRANSPARENZ IM SPIEGEL SCHOTT’s new SeeClear technology combines transparency and reflection in one glass surface. This opens up a wide range of new design opportunities and functions for household and electrical appliances. Die neue SeeClear Technologie von SCHOTT vereint Transparenz und Verspiegelung auf einer Glasfläche. Haushalts- und Elektrogeräten bietet das eine Fülle von Designmöglichkeiten und neuen Funktionen.
  13. 13. 13 ensemble – creating a harmonious unity in the room. The new BlackLine range from the appliance manufacturer Bauknecht de- liberately uses the mirror effect: “Whether it’s the built-in oven, the steamer or the microwave, the jointless, black mirrored surface gives our designs an elegant, premium look,” says Bianka Lange, Trade Marketing Specialist at Bauknecht. This timeless character is provided by the special mirror-coated flat glass SCHOTT® SeeClear, which is produced using an innovative process. “This spe- cialprocessenables us to remove the mirror coating at selected areas in dieses Bild ein als wäre der ganze Raum wie aus einem Guss. Die neue Edition mit dem Namen BlackLine des Haushaltsgeräteher- stellers Bauknecht setzt ganz bewusst auf den Spiegeleffekt: „Ob Einbaubackofen, Dampfgarer oder Mikrowellenherd – durch die fugenlose, schwarze und spiegelnde Oberfläche wirkt das Design klassisch edel und hochwertig“, sagt Bianka Lange, Trade Marke- ting Specialist bei Bauknecht. Für diesen zeitlosen Charakter sor- gen die verspiegelten Flachgläser SCHOTT® SeeClear, die mit ei- nem innovativen Verfahren hergestellt werden. „Mit diesem speziellen Verfahren können wir die Spiegelbeschichtung auf der Glasoberfläche sehr präzise an ausgewählten Stellen entfernen“, erklärt Samantha Nardi, Business Development Manager bei SCHOTT Italvetro in Italien, wo die neue Technologie entwickelt wurde. SCHOTT® SeeClear ermöglicht damit den Einsatz von spie- gelnden Elementen in Gläsern für Küchengeräte – insbesondere für Geräte mit Displayanzeigen. „Bislang ließen sich Anzeigefelder in spiegelnden Glasflächen wie zum Beispiel Bedienblenden nur schwer umsetzen, weil die Spiegelwirkung auf der Displayanzeige störend wirkte“, erklärt Nardi. Mit dem neuen SCHOTT Verede- lungsverfahren werden die Displayanzeigen klar sichtbar und da- mit gut lesbar. Das ist für die Benutzerfreundlichkeit von moder- nen Haushaltsgeräten entscheidend. Transparenz und Reflexion – auf einer Glasfläche Die SCHOTT® SeeClear Technologie ermöglicht erstmals Trans- parenz und Reflexion auf einer einzigen Glasfläche – und damit ganz neue Optionen für die Designer von Küchengeräten: „Die BlackLine von Bauknecht besticht durch ein neuartiges Design mit verspiegeltem Glas im Zentrum und einem schwarzen Rah- men“, erklärt Astrid Rotarius, Global Marketing Director bei SCHOTT Flatglass. Damit verwehrt die Glasfläche den Blick ins Innere des Backofens oder gibt sie frei – je nach Lichtverhältnissen, Blickwinkel und Betriebszustand des Geräts zeigt die Glasfront sehr unterschiedliche Optiken und verleiht dem Einbaugerät somit ein hochwertiges Aussehen. „Diese innovative Gestaltung der Gerätelinie begegnet dem Trend, Küchen immer mehr auch als Wohnraum zu nutzen“, erklärt Rotarius. In der sogenannten „Living Kitchen“ verschmelzen Küche und Wohnzimmer zu groß- zügigen offenen Welten. Und der Wohlfühleffekt gelingt noch besser, wenn sich die Küchengeräte optimal in die Räume einfügen. „Dieses Ziel haben wir gemeinsam mit SCHOTT erreicht“, sagt Bianka Lange von Bauknecht. Doch SCHOTT® SeeClear-Gläser sehen nicht nur elegant aus und überzeugen durch ihre Funktion – sie sind auch äußerst stabil: Die SCHOTT Sicherheitsgläser sind sehr robust gegenüber Schlägen und Stößen. Und sie bewähren sich bei Druck- und Tem- peratursprüngen. In vielen Anwendungen ist dies besonders wich- tig – beispielsweise bei Bedienblenden auf Espressomaschinen. Denn hier wird das Glas im Alltag stark beansprucht. „Normales Glas würde diesem Umfeld nicht lange standhalten“, erklärt Samantha Nardi. Die spanische Firma Quality Espresso, einer der fünf größten Hersteller von gewerblichen Espressomaschinen The Spanish company Quality Espresso introduced its new espresso machine "Visacrem V" ("Gaggia G“ in Spain, Mexico and Portugal) in . It features a new, revolutionized design of the control panel with SCHOTT® SeeClear glasses. Ihre neue Espresso-Maschine „Visacrem V“ („Gaggia G“ in Spanien, Mexiko und Portugal) führte die spanische Firma Quality Espresso  in den Markt ein – mit neuem, revolutionärem Design für die Bedienblende mit SCHOTT® SeeClear Gläsern. PhotoFoto:QualityEspresso
  14. 14. 14 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 FLAT GLASS FLACHGLAS to realize displays on mirrored glass surfaces such as control panels, because the mirror effect interfered with the display user friendli- ness,”explainsNardi.Withthenew SCHOTT finishingprocess,the display becomes clearly visible and hence easy to read – a key factor in making modern household appliances user friendly. Transparency and reflection – in a single panel The SCHOTT® SeeClear technology is the first to enable transpar- ency and reflection to be combined in a single glass – opening up new options for the designers of kitchen appliances: “What distin- guishes Bauknecht’s BlackLine range is its innovative design, using mirrored glass in the center within a black frame,” explains Astrid Rotarius, Global Marketing Director at SCHOTT Flat Glass. This means that the glass can either hide the view of the oven interior or make it visible: the glass front appears very differently depend- ing on the lighting conditions, the angle of view and the operating mode of the appliance. This lends the built-in appliance a sophis- ticated look.“The innovative design of this appliance line is a re- sponse to the growing trend toward using kitchens as living spaces,” explains Rotarius. In a “living kitchen,”the kitchen and living room merge to become spacious open areas. The feeling of well-being is enhanced if the kitchen appliances are optimally integrated into the room. “We have achieved this goal together with SCHOTT,” says Bianka Lange of Bauknecht. SCHOTT® SeeClear glass is not only elegant and highly func- tional – it is also extremely durable: the tempered safety glass is very robust against shocks and blows. It can also withstand sudden changes in pressure and temperature. This is very important in a wide range of applications – for example, in control panels of espresso machines – where everyday use puts the glass under stress. “Untoughend glass would be unable to cope in this environment,” explains Samantha Nardi. The Spanish company Quality Espresso, one of the five largest manufacturers of commercial espresso ma- chines, has integrated SCHOTT® SeeClear glass in its new Visacrem V6 machine (branded Gaggia G6 in Spain, Mexico and Portugal) – and created completely new design and display features for its customers. Hotels, bars and gastronomy suppliers can now incor- porate their own brand logo into the display. “This turns the espresso machine into a highly visible advertising opportunity,” explains Nardi. The Visacrem logo is always in sight and appears in mirrored letters that are backlit by white LED lamps. The pro- gram buttons on the glass panel also create a special effect: “The reflective ring on the front of the glass and the white program icon on the back, which is lit by LEDs, produce a 3D effect,” explains Julian Melbourne, Export Director at Quality Espresso. In addi- tion, the touch buttons on the control panel make the machine much easier to clean.“This is a major advantage over the previous on the glass surface with utmost precision,” explains Samantha Nardi, Business Development Manager at SCHOTT Italvetro in Italy, where the new technology was developed. SeeClear enables reflective elements in glasses for kitchen appliances – particularly appliances with electronic displays. “Until now it was very difficult BlackLine special edition from Bauknecht adds an extraordinary touch and blends in perfectly with modern, timeless designed kitchens. The built-in appliances feature a uniform design throughout and exude a sleek style thanks to the black mirror glass effect that varies depending on the viewing angle. Die Sonder-Edition BlackLine von Bauknecht erzeugt ein außerge- wöhnliches Flair und harmoniert perfekt mit dem zeitlosen Design moderner Küchen. Die Einbaugeräte bestechen mit einem durch- gängig einheitlichen und eleganten Stil – dank des Spiegelglasef- fekts, der je nach Blickwinkel wechselt. PhotoFoto:Bauknecht
  15. 15. 15 twist knobs and push buttons, which make cleaning difficult,” says Melbourne. SCHOTT’s innovative SeeClear glass fits right in with the high-tech standards of the Catalan company: the appliance’s transparent display area in the control panel has a color TFT display and a USB port for data exchange. “Electrical appliances for the kitchen of tomorrow have additional electronics and smart func- tions – while also having to satisfy design standards,” says Rotarius. Mirror-coated glasses, innovative technologies and robust materi- als from SCHOTT now enable appliance makers to meet these requirements – not just today, but also well into the future. < weltweit, hat die SCHOTT® SeeClear Gläser in ihre Produktneu- heit „Visacrem V6“ (gebrandet als Gaggia G6 in Spanien, Mexiko und Portugal) integriert – und völlig neue Design- und Funktions- möglichkeiten in der Displayanzeige für ihre Kunden geschaffen. Hotels, Bars oder Versorgungsketten des Gastronomiebereichs können beispielsweise ihr eigenes Markenlogo im Display erschei- nen lassen. „Das macht die Espressomaschine zu einer unüberseh- baren Werbefläche“, erklärt Nardi. Das Logo des Herstellers Visa- crem bleibt immer sichtbar und zeigt sich mit verspiegelten Buch- staben, die mit weißen LED-Leuchten hinterleuchtet werden. Für einen besonderen Effekt sorgen auch die Programmtasten auf der Glasblende: „Der spiegelnde Ring auf der Vorderseite des Glases und das weiße Programmsymbol auf der Rückseite, das mit Leuchtdioden erhellt wird, erzeugen einen 3D-Effekt“, erklärt Ju- lian Melbourne, Exportleiter bei Quality Espresso. Außerdem lässt sich die Bedienoberfläche der Maschine dank der Touch-Buttons viel leichter säubern. „Das ist ein großer Vorteil gegenüber den bisherigen Drehknöpfen und Drucktasten, die eine Reinigung erschweren“, sagt Melbourne. Und damit kommt SCHOTT auch dem Hightech-Anspruch der katalanischen Firma nach: So ist die transparente Anzeige der Küchenmaschine mit einem farbigen TFT-Display ausgestattet und besitzt eine USB-Schnittstelle für den Datenaustausch. „Elektrische Geräte auch für die Küche von morgen besitzen immer mehr Elektronik und smarte Funktionen – und müssen dabei gleichzeitig den Designansprüchen genügen“, sagt Rotarius. Mit spiegelnden Gläsern, innovativen Technolo- gien und robusten Materialien von SCHOTT lassen sich diese Wünsche auch künftig erfüllen. < 3D EFFECT WITH SCHOTT® SEE CLEAR 3D EFFEKT MIT SCHOTT® SEE CLEAR Push buttons with a 3D effect Programmtasten mit 3D-Effekt Front view Frontalansicht Side view Seitenansicht Mirrored ring verspiegelter Ring Glass with SeeClear technology Glas mit SeeClear Technologie Symbol with LED backlighting Symbol mit LED-Rückbeleuchtung Rear side printed in black schwarz bedruckte Rückwand PhotoFoto:QualityEspresso SourceQuelle:SCHOTT/TransQuer “Easy cleaning – this is a major advantage over the previous twist knobs and push buttons that make cleaning difficult.” „Einfache Reinigung – das ist ein großer Vorteil gegenüber den bisherigen Drehknöpfen und Drucktasten, die eine Reinigung erschweren.“ Julian Melbourne, Export Director at Quality Espresso
  16. 16. 16 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 CARL ZEISS FOUNDATION CARL-ZEISS-STIFTUNG DR. JÜRGEN STEINER E rnst Abbe, the renowned physicist and co-owner of SCHOTT and Zeiss, established the Carl Zeiss Foundation on May 19, 1889. Now, 125 years later, the Foundation celebrated its birthday at its founding site in Jena. Abbe created his company model for SCHOTT and Zeiss that is still unique today long before principles such as responsible entrepreneurship, social partnership and sus- tainability had gained importance. He was strongly influenced by the idea of accepting responsibility for the companies, their A m19.Mai1889gründeteErnstAbbe,renommierterPhysiker und Teilhaber der Unternehmen SCHOTT und ZEISS, die Carl-Zeiss-Stiftung. Auf den Tag genau 125 Jahre später feierte die Stiftung ihr Jubiläum an ihrem Gründungsstandort Jena. Lange bevor Prinzipien wie verantwortungsvolle Unterneh- mensführung, Sozialpartnerschaft und Nachhaltigkeit Bedeutung erlangten, schuf Abbe ein bis heute einzigartiges Unternehmens- modell für SCHOTT und ZEISS. Es war geprägt von großer Verant- PhotoFoto:SCHOTT/J.Meyer Chairman of the Board of Management Dr. Frank Heinricht (right) explains to Germany’s Chancellor Dr. Angela Merkel (left) and Theresia Bauer, Minister of Science in Baden-Wuerttemberg and Chairman of the Foundation Administration of the Carl Zeiss Foundation (center), the advantages that CERAN® glass-ceramic cooktop panels offer. Vorstandsvorsitzender Dr. Frank Heinricht (rechts) erläutert Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel (links) und Theresia Bauer, Wissenschaftsministerin in Baden-Württemberg und Vorsitzende der Stiftungsverwaltung der Carl-Zeiss-Stiftung (Mitte), die Vorzüge der CERAN® Glaskeramik-Kochfläche. A SUCCESSFUL COMPANY MODEL ERFOLGREICHES UNTERNEHMENSMODELL To mark the th anniversary of the Carl Zeiss Foundation, German Chancellor Angela Merkel acknowledged its historic importance and promising future direction. Zum -jährigen Jubiläum der Carl-Zeiss-Stiftung würdigte Bundeskanzlerin Angela Merkel die historische Bedeutung und erfolgreiche Zukunftsausrichtung.
  17. 17. 17 employees and society. Abbe arranged for all of the shares to be transferred over to the Foundation to ensure the future of both companies irrespective of the personal interests of the owners. He obligated the Foundation to assume special responsibility for its employees and arranged for the companies’ profits to be used to support the sciences and non-profit interests. In her speech, German Chancellor Angela Merkel praised the initiator of the Foundation, Ernst Abbe, who “was well ahead of his time,” when he published the Foundation Statute back in 1896, created “the ideal model of responsible entrepreneurship” and stood up for “principles of social partnership.” Because his ideas flowed into German social legislation later on, the Foundation Statute can be considered “an outstanding document of German economic and social history,” she added. In reference to the Foun- dation companies, she said, “Carl Zeiss and SCHOTT are known all over the world for their state-of-the-art technology ‘made in Germany.’ They are flagships of German business. With their in- novative products and their commitment to research and develop- ment, they have their sights set firmly on the future.” As part of a comprehensive foundation reform, in 2004 the companies Zeiss and SCHOTT were converted into legally independent stock cor- porations with the Carl Zeiss Foundation as the sole shareholder. At the same time, the Foundation’s aim of supporting the sciences was revived. Since 2007, the Foundation has granted 80 million euros in subsidies to German universities in the Federal States of Baden-Wuerttemberg, Rhineland-Palatinate and Thuringia. The Chancellor noted that these funds have been “invested wisely be- cause money spent to educate highly qualified future employees, research and innovation is an investment in the future.” Further information: < wortung für die Unternehmen, die Mitarbeiter und die Gesell- schaft. Abbe sorgte dafür, dass sämtliche Geschäftsanteile auf die Stiftung übertragen wurden, um die Zukunft der beiden Unterneh- men unabhängig von persönlichen Eigentümerinteressen dauer- haft zu sichern. Die Stiftung verpflichtete er zur Wahrnehmung besonderer Verantwortung gegenüber den Mitarbeitern und aus den Gewinnen der Unternehmen sollte sie die Wissenschaft und gemeinnützige Zwecke fördern. In ihrer Festansprache würdigte Bundeskanzlerin Merkel Stif- tungsgründer Ernst Abbe, der „seiner Zeit weit voraus“ gewesen sei, als er mit dem Stiftungsstatut von 1896 „das Leitbild eines ver- antwortungsvollen Unternehmertums“ schuf und „für Prinzipien der Sozialpartnerschaft eintrat“. Weil seine Ideen später in die deut- sche Sozialgesetzgebung einflossen, sei das Statut „ein herausragen- des Dokument der deutschen Wirtschafts- und Sozialgeschichte“. Auch den Stiftungsunternehmen sprach die Bundeskanzlerin große Anerkennung aus: „Carl Zeiss und SCHOTT stehen weltweit für Spitzentechnologie. Sie sind Aushängeschilder der deutschen Wirtschaft. Mit innovativen Produkten, mit ihrem Bekenntnis zu Forschung und Entwicklung nehmen sie die Zukunft fest in den Blick.“ In einer umfassenden Stiftungsreform wurden SCHOTT und ZEISS 2004 in rechtlich selbstständige Aktiengesellschaften überführt – mit der Stiftung als alleiniger Aktionärin. Gleichzeitig wurde die Stiftungsaufgabe Wissenschaftsförderung neu belebt. Seit 2007 stellte die Stiftung aus den Dividenden ihrer Unterneh- men 80 Millionen Euro für die Förderung der Wissenschaft in den Bundesländern Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Thüringen zur Verfügung. Diese Summe sei „gut angelegt“, so die Bundeskanzlerin: „Denn Gelder für die Ausbildung von hoch qua- lifiziertem Nachwuchs, für Forschung und Innovation sind eine Investition in die Zukunft.“ Weitere Informationen im Internet unter: < IllustrationsIllustrationen:SCHOTT OTTO SCHOTT (1851 - 1935) Founder of today's SCHOTT AG, creator of the modern fields of glass science and technology. Gründer der heutigen SCHOTT AG, Begründer der modernen Glaswissenschaft und Glastechnologie. ERNST ABBE (1840 - 1905) Entrepreneur and social reformer, initiator and founder of the Carl Zeiss Foundation. Unternehmer und Sozialreformer, Ideenge- ber und Gründer der Carl-Zeiss-Stiftung. CARL ZEISS (1816 - 1888) Optician and precision mechanic. Founder of today’s Carl Zeiss AG. Optiker und Feinmechaniker. Gründer der heutigen Carl Zeiss AG.
  18. 18. 18 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 TECHNICAL TUBING TECHNISCHES ROHR CHRISTINE FUHR T hese green single cell organisms we call micro algae are simply indispensable as the main source of food for many aquatic animals.Theycanbearealnuisanceinanaquarium.However,they can be considered an interesting future market for industry. There are many thousands of species of algae all over the world. Several hundred of them are now being cultivated for research or com- mercial purposes. Many types of algae are phototropic, which means they use light as their main source of energy and convert A ls Hauptnahrungsquelle vieler Wassertiere sind die grünen Einzeller unersetzlich, im Aquarium können sie zur Plage werden, für die Industrie bieten sie einen interessanten Zukunfts- markt: Mikroalgen. Weltweit gibt es viele Tausend Arten, mittler- weile werden mehrere Hundert für Forschung oder kommerzielle Zwecke gezüchtet. Algen sind phototrop, sie nutzen Licht als wichtigste Energiequelle und wandeln Kohlendioxid durch Pho- tosynthese in wertvolle Biomasse um – und das fünfmal effizienter THE ALGAE TURBO TURBO FÜR ALGEN SCHOTT and its partners are conducting research aimed at further developing photobioreactors. With its oval CONTURAX® glass tubes, the company supplies components for even more effective industrial cultivation of algae. SCHOTT forscht gemeinsam mit Projektpartnern intensiv an der Weiterentwicklung von Photobioreaktoren. Mit ovalen CONTURAX® Glasrohren liefert der Technologiekonzern Komponenten für eine noch effektivere industrielle Algenzucht. PhotoFoto:IGVBiotech
  19. 19. 19 carbon dioxide into valuable biomass through photosynthesis – five times more efficiently than land plants. Rich in valuable ingre- dients such as proteins, lipids, pigments, antioxidants and acids, they have very versatile uses, from food supplements to animal feed, biofuels, fertilizers, and ingredients for medications and cosmetics. In the meantime, the market volume of algae production has surpassed the one billion U.S. dollar threshold – and continues to grow fast. The current challenge is to improve the production tech- nology in order to cultivate algae more effectively from an eco- nomic point of view. Bioreactors offer ideal conditions Growing algae in photobioreactors is an excellent way to produce them. These devices consist of several rows of interconnected glass tubes. They can be between 100 meters and several kilometers in total length and hold a volume of less than 100 or even several thousand gallons. Optimal growth conditions can be achieved in closedsystemsratherthaninopenponds.Theriskofcontamination als Landpflanzen. Reich an wertvollen Bestandteilen wie Proteinen, Lipiden, Pigmenten, Antioxidantien und Säuren lassen sie sich vielseitig einsetzen: als Nahrungsergänzung, Lebens- und Futter- mittel, Biokraftstoff oder Düngemittel bis hin zu Inhaltsstoffen für Medikamente oder Kosmetika. Das Marktvolumen der Algenproduktion hat mittlerweile die Grenze von einer Milliarde US-Dollar überschritten – und wächst rasant. Die aktuelle Herausforderung besteht darin, die Produkti- onstechnologie effizienter zu machen, um wirtschaftlich rentabel kultivieren zu können. Bioreaktoren bieten ideale Bedingungen Eine effektive Methode Algen zu produzieren, ist die Aufzucht in Photobioreaktoren. Sie bestehen aus Reihen verbundener Glasröh- ren, die in Summe zwischen 100 Meter bis mehrere Kilometer lang sind und ein Volumen von weniger als 100 bis mehrere Tausend Liter fassen. Im Vergleich zur Zucht in offenen Teichen können in den geschlossenen Systemen optimale Wachstumsbedingungen CONTURAX® oval glass tubes from SCHOTT allow algae to grow more efficiently. CONTURAX® Ovalrohre von SCHOTT ermög- lichen effizienteres Algenwachstum. Micro algae haematococcus pluvialis Mikroalge haematococcus pluvialis Building on more than  years of experience, IGV offers a portfolio of photobioreactors up to , liters in total volume. Aufbauend auf über  Jahren Erfahrung, um- fasst das Portfolio von IGV Photobioreaktoren mit bis zu . Litern Gesamtvolumen. PhotoFoto:SCHOTT/M.Jahrreiss PhotoFoto:IGVBiotech
  20. 20. 20 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 TECHNICAL TUBING TECHNISCHES ROHR eingestellt werden: Das Kontaminationsrisiko ist gering, und pH-Wert, Nährstoffkonzentration sowie Sauerstoffpegel können kontrolliert werden. Die besondere Geometrie der langen Röhren- systeme ermöglicht eine Versorgung der Algen mit Sonnen- oder Kunstlicht bei geringer gegenseitiger Beschattung. Mit seinen Röhrenkomponenten aus hochwertigem DURAN® Borosilikatglas und seiner Expertise bei Photobioreaktoren ist SCHOTT wichtiger Partner der Algenindustrie. Produziert werden die Spezialglasröhren in verschiedenen Wandstärken, Durchmes- sern und variablen Längen von 1,4 bis 10 Metern. Dazu passend gibt es Glasbögen und spezielle patentierte Rohrverbindungen, die gemeinsam mit der Jäger Gummi und Kunststoff GmbH, Han- nover, entwickelt wurden. Sie sind druckbeständig bis zu 3 bar, lassen sich einfach installieren sowie demontieren und sind wieder- is low and the pH value, nutrient concentration and oxygen levels can be controlled. The special geometry of the tubular fence systems allows the algae to be supplied with light, whether natural or artificial, and for the algae themselves to cast as little shade as possible. Thanks to its tubular components made of high-quality DURAN® borosilicate glass and its expertise in the area of photo- bioreactors, SCHOTT is an important partner to the algae industry. The company produces special glass tubing in various wall thick- nesses, diameters and variable lengths from 1.4 to 10 meters. SCHOTT also offers matching glass bends and special connectors. The patented tube couplings were developed together with Jäger Gummi und Kunststoff GmbH from Hanover, Germany. The tube connectors are pressure resistant up to 3 bars, can be installed and Feedback from a few customers and partners: Glass offers many advantages Feedback einiger Kunden und Partner: Glas hat viele Vorteile “Switching from plastic to SCHOTT glass tubing further enhances the engineering excellence embodied in our BioFence™ systems.” „Durch den Wechsel von Kunststoff- zu SCHOTT Glas- röhren konnten wir die erstklassige Ingenieurtechnik in unseren BioFence™ Systemen weiter verbessern.“ Joe McDonald, Director of Varicon Aqua Solutions (United Kingdom) “To develop world-class technology, it’s essential to partner and collaborate with the best innovators in the industry. When it comes to innovations in glass, SCHOTT is our first choice.” „Um die weltweit besten Technologien zu realisieren, muss man mit den Top-Innovatoren der Industrie zusammenarbeiten – was Glasinnovationen betrifft, ist SCHOTT erste Wahl.“ Dan Simon, President and CEO of Heliae (USA) “Using glass offers many advantages over plastic. Besides the chemical resistance, we have been very impressed with the stability of the glass tubes. Plastic requires many more supports that cast shadows. This results in lower efficiency and higher costs.” Die Verwendung von Glas hat zahlreiche Vorteile gegen- über Kunststoff. Neben der chemischen Beständig- keit ist es die Stabilität der Glasröhren, die uns über- zeugt. Kunststoff braucht viel mehr Stützen, dadurch wird mehr Schatten erzeugt. Das bedeutet eine gerin- gere Effizienz und damit höhere Kosten.“ Arnaud Muller-Feuga, Project Manager at Microphyt (France) PhotoFoto:Heliae The Arizona Center for Algae Technology and Innovation is equipped with a Heliae Helix™ seed production photobioreactor with optional light panels. Das Arizona Center for Algae Technology and Innovation ist mit einem Heliae Helix™ Photobioreaktor zur Saatgutproduktion und optionalen Lichtblenden ausgestattet.
  21. 21. 21 verwendbar. In den vergangenen Jahren hat SCHOTT weltweit Projekte beliefert. In Frankreich beispielsweise betreibt der Kunde Microphyt bereits Photobioreaktoren mit SCHOTT Glasröhren, weitere befinden sich im Aufbau oder sind geplant. Varicon Aqua Solutions Ltd., Großbritannien, verfügt über langjährige Erfah- rungen mit seinem patentierten BioFence™ System. Mit mehr als 100 Pilot- und kommerziellen Systemen sind sie weltweit tätig, wobei bislang Kunststoffrohre zum Einsatz kamen. Aufgrund ver- besserter Haltbarkeit und Reinigung empfahlen sie Kunden, ihre Anlagen mit Glas nachzurüsten. Zwei neue Zuchtanlagen wurden kürzlich in Island und Schweden installiert. Photobioreaktoren mit DURAN® Rohr und SCHOTT Verbindungen wurden von Algae Enviro-Engineering (AEE), einem in Singapur ansässigen Algenhersteller und Lieferanten für „grüne“ Lösungen, in Betrieb disassembled easily, and they are reusable. In recent years, SCHOTT has supplied products for projects all over the world. In France, for example, its customer Microphyt already operates photobioreac- tors that feature glass tubes from SCHOTT. Others are either in the pipeline or already under construction. Varicon Aqua Solutions Ltd. from the United Kingdom has a lot of experience with their patented BioFence™ systems with the more than 100 pilot and commercial systems they are operating worldwide. Over the pre- ceding year, they have been advising their customers to retrofit with glass, due to the lifecycle and cleaning advantages compared to polymer tubes, which they used so far. They recently installed two new projects with glass tubing from SCHOTT in Iceland and Sweden. Algae Enviro-Engineering (AEE), a Singapore-based green biological solution provider and an algae producer, also operates “With glass tubing from SCHOTT, we can depend on a reliable supplier to support our patented and globally successful closed photobioreactors. Photo- tropic algae biotechnology has very specific require- ments that very few companies are able to meet on a worldwide basis.” „Mit den Glasröhren von SCHOTT können wir für unsere patentierten und weltweit erfolgreichen geschlossenen Photobioreaktoren auf einen verläss- lichen Zulieferer zurückgreifen. Die phototrope Algenbiotechnologie hat sehr spezielle Anforde- rungen, die global nur wenige Unternehmen sicher beherrschen.“ Dr. Peter Waldeck, Business Unit Manager, IGV Biotech (Germany) “SCHOTT tubing confirmed its chemical stability in the experiments conducted in tropical surroundings with both sun and rain. Both the inner and outer surfaces remained transparent.The good mechanical stability of the joints also allows large-scale construc- tion of the photobioreactor.” „Bei den durchgeführten Experimenten in tropi- scher Umgebung mit Sonne und Regen hat sich die chemische Stabilität der SCHOTT Röhren bestätigt. Sowohl die inneren als auch äußeren Oberflächen bleiben transparent. Die gute mechanische Stabilität der Verbindungsstücke erlaubt zudem eine groß- dimensionierte Konstruktion des Photobioreaktors.“ Edwin Teo, Co-Founder of Algae Enviro-Engineering (Singapore) “Superior quality, high clarity and dura- bility of the glass tubing combined with outstanding support and assistance bring about efficiency and high yields to our world-class algae production.” „Höchste Qualität, hohe Transparenz und Lebensdauer der Glasrohre kombiniert mit hervorragender Beratung und Unterstützung, ermöglichen hohe Effizienz und Ertragsopti- mierung unserer Weltklasse-Algenproduktion.“ Siswanto Harjanto, CEO of PT Evergen Resources (Indonesia) The French company Microphyt operates industrial scale multi- purpose photobioreactors and uses glass tubes from SCHOTT. Das französische Unternehmen Microphyt betreibt Mehrzweck- Photobioreaktoren im Industriemaßstab und setzt in diesen Glasröhren von SCHOTT ein. PhotoFoto:Microphyt
  22. 22. 22 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 TECHNICAL TUBING TECHNISCHES ROHR genommen. Bereits seit den 1990er-Jahren arbeitet SCHOTT inten- siv mit IGV GmbH in Nuthetal/Deutschland zusammen, und hat dabei viel gelernt: Gegenseitig habe man sich kontinuierlich „Anreize für Weiterentwicklungen und Optimierungen in der Rohrgeometrie und bei der Verarbeitung" gegeben, erklärt IGV Bereichsleiter Biotech, Dr. Peter Waldeck. Neuste Entwicklung sind CONTURAX® Ovalrohre: „Durch die ovale Form kann das Licht, das Algen für die Photosynthese benö- tigen, besser genutzt werden. Dadurch wird die Effizienz der Pho- tobioreaktoren unserer Kunden deutlich erhöht“, erklärt Dr. Nikolaos Katsikis, Director Business Development bei SCHOTT Tubing. Weiteres Plus: Die ovalen Rohre nehmen an ihren Enden eine runde Form an, so dass sie sich mit Standard- Verbindungsstücken aneinanderreihen lassen. „SCHOTT ist welt- weit der einzige Hersteller, der ovale Rohre mit runden Enden für diese Anwendung anbieten kann.“ Innovative Glasröhren im Testbetrieb Um die Produktionstechnologie mit dem konzentrierten Know- how aus Wissenschaft und Industrie weiter voranzutreiben, hat SCHOTT in den USA gemeinsam mit dem Algentechnologie- Unternehmen Heliae und der Arizona State University (ASU) ein Forschungsprojektgestartet.Mitder ASU-Testanlageisteserstmals möglich, Rohrreaktoren mit anderen Systemen wie Plattenreakto- ren oder Raceway Ponds direkt und am selben Standort zu verglei- chen. Außerdem können Produktneuheiten von SCHOTT, wie die neuen Ovalrohre, von einem objektiven akademischen Partner beurteilt werden. Der eingesetzte Helix™ Reaktor der Firma Heliae mit besonders dünnwandigen und hochtransparenten Glasröhren eignet sich für die Züchtung unterschiedlicher Algenstämme. Die zu Beginn des Projekts eingesetzten Röhren werden später durch die neuen CONTURAX® Ovalrohre ersetzt. Vergleichende Daten zu Wachstumsraten und Endkonzentrationen aus diesem Projekt können, im Gegesatz zu Kundendaten, veröffentlicht werden und belegen, wie sich die neue Geometrie auf die Wirtschaftlichkeit der Algenproduktion auswirkt. Dan Simon, Präsident und CEO von Heliae bei der Inbetrieb- nahme der Testanlage in Arizona: „Die Zusammenarbeit der For- schungs- und Entwicklungsteams von Heliae und SCHOTT haben beide Unternehmen in die Lage versetzt, Spitzentechnologie zu entwickeln, die diesen Industriezweig tatsächlich voranbringen wird.“ Das SCHOTT Engagement für eine effizientere Algenzucht stößt auf großes Interesse, Experten von SCHOTT präsentieren bei internationalen Konferenzen wie der Alg‘n’Chem 2014 Konferenz in Montpellier (Frankreich) und dem Algae Biomass Summit (usa). Dr. Katsikis: „Die Möglichkeit, vor Fachleuten und Ent- scheidungsträgern aus Wissenschaft und Industrie unsere Experti- se und Innovationen vorzustellen, bietet uns als Zulieferer eine ideale Plattform.“ Der Wettlauf um Marktanteile hat gerade erst begonnen – ein guter Start für den Glasspezialisten, als wichtiger Zulieferer künftig ganz vorne mit dabei zu sein. < photobioreactors that use DURAN® glass tubing and SCHOTT con- nectors. SCHOTT has been working closely with IGV GmbH in Nuthetal, Germany, since the 1990s and has gained a significant amount of knowledge from this partnership. The companies have constantly given each other “incentives to pursue further develop- ments and make improvements to the tube geometry and process- ing,” explains Dr. Peter Waldeck, Head of IGV Biotech. CONTURAX® oval tubes are the latest development. “The oval shape allows the light that the algae require for photosynthesis to be utilized better. This significantly increases the efficiency of our customers’ photobioreactors,” explains Dr. Nikolaos Katsikis, Director of Business Development at SCHOTT Tubing. Another plus: The oval tubes have round ends so that they can be arranged in rows by using standard couplings. “SCHOTT is the world's only manufacturer that can offer oval tubes with round ends for this application,” he adds. Innovative glass tubing in test mode To help advance the production technology with the concentrated expertise from the worlds of science and industry, SCHOTT has started a research project in the United States together with the algae technology company Heliae and Arizona State University (ASU). With ASU’s test bed facility, it is now possible to directly compare tube-type reactors with other systems such as flat panel or raceway ponds even at the same location. Furthermore, new products from SCHOTT such as the new oval tubing are being evaluated by an objective academic partner. The Helix™ reactor from Heliae that is used in this research project has particularly thin and highly transparent glass tubing and is ideal for cultivating different strains of algae. The tubes used at the beginning of the project will be replaced later on by the new CONTURAX® oval tub- ing. Comparative data on growth rates and final concentrations from this project can now be published contrary to non-public customer data, and will then show how the new geometry affects the economics of algae production. “The interactions between Heliae’s and SCHOTT’s research and development teams over the years have helped both companies develop world-class technology that will truly enable this industry,” said Dan Simon, Heliae’s President and CEO during the start-up of the test bed facility in Arizona. SCHOTT’s commitment to more efficient algae cultivation has sparked a great deal of interest: SCHOTT experts are presenting papers at international confer- ences such as the 2014 Alg‘n’Chem conference in Montpellier (France) and the Algae Biomass Summit (USA). Dr. Katsikis states, “This opportunity to present our capabilities to scientists and deci- sion makers in research and industry is an ideal forum for us as a supplier.” Competition for market share has only just begun – a good start for the company to be at the cutting-edge as an important supplier in the future. <
  23. 23. 23 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 ASTRONOMY ASTRONOMIE BERNHARD GERL A ll life on earth owes its existence to the sun. But besides pro- viding us with light and heat, the sun occasionally also ejects heavy particle showers toward Earth together with the solar winds that threaten our sensitive electronics, satellites, and even our power grids. That’s why scientists are trying to better understand the complex processes on its surface. To this end, the $300 million Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST, formerly known as ATST) will be put into operation in 2019 on the 3,000-meter high A lles Leben auf der Welt verdankt seine Existenz der Sonne. Doch neben Licht und Wärme schleudert sie mit dem Sonnenwind bisweilen heftige Teilchenschauer in Richtung Erde, die unsere empfindliche Elektronik, unsere Satelliten, ja sogar unsere Stromnetze bedrohen. Wissenschaftler wollen deshalb die komplexen Prozesse auf ihrer Oberfläche besser verstehen. Dafür wird 2019 das rund 300 Millionen Dollar teure Sonnenteleskop Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST, bisher bekannt als ATST) Sights Set on the Sun Die Sonne im Visier SCHOTT manufactured a mirror substrate from the high-tech material ZERODUR® glass-ceramic for the world’s largest solar telescope DKIST (Daniel K. Inouye Solar Telescope). The “hot gaze” at our central star poses special challenges. Für das weltweit größte Sonnenteleskop DKIST (Daniel K. Inouye Solar Telescope) fertigte SCHOTT einen Spiegelträger aus dem Hightech-Material ZERODUR® Glaskeramik. Der „heiße Blick“ auf unser Zentralgestirn bedeutet eine ganz besondere Herausforderung. Only with the DKIST will it be possible to collect precise polarimetric data with the temporal cadence necessary to capture the evolution of the fine structure of sunspots (see photo) and finally understand its physical origin. Mit dem DKIST wird es gelingen, präzise polarimetrische Daten im erforder- lichen Zeitabstand zu erheben, um die Evolution der Sonnenfleckenfein- struktur (Foto) zu erfassen und den physikalischen Ursprung zu verstehen. SourceQuelle:NSO/AURA/NSF/T.Rimmele
  24. 24. 24 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 ASTRONOMY ASTRONOMIE auf dem 3.000 Meter hohen Berg Haleakalã auf der Hawaii-Insel Maui in Betrieb gehen. Für die Forschungen verantwortlich ist das National Solar Observatory, das von der US-Dachorganisation AURA (AssociationofUniversitiesforResearchinAstronomyInc.) betrieben und von 22 Forschungsinstitutionen aus mehreren Ländern unterstützt wird. Sonnenteleskop der Superlative Mit einem monolithischen 4,26-Meter-Spiegel aus ZERODUR® Glaskeramik wird das Teleskop das größte seiner Art sein. Der riesige Spiegeldurchmesser wird es erlauben, 25 Kilometer große Strukturen auf dem fast 150 Millionen Kilometer entfernten Zen- tralgestirn zu beobachten. Das ist, als würde man eine Erbse aus 30 Kilometern erkennen. Das Auflösungsvermögen wird damit um den Faktor 2,6 höher sein als beim bisher größten Sonnenteleskop, dem Big Bear Solar Observatory in der Nähe von Los Angeles mountain Haleakalã on the Hawaiian island of Maui. The Na- tional Solar Observatory is responsible for the research that the U.S. umbrella organization AURA (Association of Universities for Research in Astronomy, Inc.) is conducting and is supported by 22 research institutes from many different countries. Solar telescope of superlatives Its 4.26-meter monolithic mirror made of ZERODUR® glass-ceramic will make the telescope the largest of its kind. The huge mirror diameter will allow for structures 15.5 miles in size to be observed on the sun which is nearly 93 million miles away. That can be com- pared to viewing a pea located 18.6 miles away. The resolution is thus a factor of 2.6 higher than what was achieved with the largest solar telescope at Big Bear Solar Observatory near Los Angeles (See solutions 2/2007, pp. 31ff ). The researchers are particularly interested in the processes on the sun which result in flares and PhotoFoto:BrettSimison/NSO/AURA/NSF
  25. 25. 25 (s.solutions2/2007;S.31ff). InteressantfürdieWissenschaftlersind dabei vor allem die Prozesse der Sonne, die Gas- und koronale Massenausbrüche verursachen. Zusätzlich sollen Fähigkeiten zur Vorhersage des Sonnenwindes entwickelt werden. Man erhofft sich Erkenntnisse, die auch für Fusionsreaktionen auf der Erde nützlich sein können. Die große Spiegelöffnung erlaubt zudem eine bessere zeitliche Auflösung und die Beobachtung enger Spektralbereiche, vor allem im bisher noch kaum erforschten infraroten Teil des Son- nenspektrums. Im Gegensatz zu Nachtteleskopen, die gierig jedes Photon einsammeln, haben Sonnenteleskope mit dem Gegenteil zu kämpfen: Beim Blick in die Sonne wird es ziemlich heiß. Damit sich die Abbildungseigenschaften des Zentralspiegels nicht ändern, besteht er aus ZERODUR® Glaskeramik von SCHOTT mit extrem niedriger thermischer Ausdehnung. „Damit setzt sich der Sieges- zug dieses Materials fort, denn mit dem Swedish Solar Telescope (Spiegeldurchmesser 1 m) auf La Palma, dem New Solar Telescope am kalifornischen Big Bear Lake (1,6 m), dem von einem Ballon coronal mass ejection. In addition they want to develop capabili- ties for space weather predictions. They hope these processes will provide them with insights that can also be of use in fusion reac- tions here on Earth. The large mirror aperture also allows for better temporal resolution and observation of narrow spectral regions, especially in the infrared range of the solar spectrum, which has hardly been researched to date. In contrast to night-telescopes that greedily collect every pho- ton, solar telescopes struggle with the opposite. It gets pretty hot when you look into the sun. To ensure that the imaging character- istics of the center mirror do not change, it is made of ZERODUR® glass-ceramic from SCHOTT, which has extremely low thermal expansion. “The success of this material thus continues, because with the Swedish Solar Telescope (mirror diameter 1 m) on La Palma, the New Solar Telescope on Big Bear Lake in California (1.6 m), the “Sunrise” that is carried by a balloon (1.1 m), and the German GREGOR Telescope on Tenerife (1.5 m), all of the world’s SourceQuelle:LeEllenPhelps/NSO/AURA/NSF The world’s largest solar telescope is scheduled to be put into operation in  on the ,-meter high mountain Haleakalã on the Hawaiian island of Maui. Das weltgrößte Solarteleskop soll in  auf dem . Meter hohen Berg Haleakalã auf der Hawaii- Insel Maui in Betrieb gehen. The DKIST – here as a rendering – features a large mirror opening that allows for better spatial resolution and observance of narrow spectral regions, particularly in the infrared range. Das DKIST – hier als Schnittzeichnung – verfügt über eine große Spiegelöffnung, die eine bessere zeitliche Auflösung sowie die Beobachtung enger Spektralbe- reiche – vor allem auch im Infrarot – erlaubt.
  26. 26. 26 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 ASTRONOMY ASTRONOMIE getragenen „Sunrise“ (1,1 m) und dem deutschen GREGOR-Teleskop auf Teneriffa (1,5 m) sind die modernsten und größten Sonnenob- servatorien der Welt derzeit alle mit Spiegelträgern aus ZERODUR® Glaskeramik ausgestattet“, erläutert Dr. Thomas Westerhoff, Senior Manager Strategic Marketing der Produktgruppe ZERODUR®. Gewünscht wurde von den Wissenschaftlern ein Ausdeh- nungskoeffizient im Bereich von ±30 ∙ 10–9 pro Kelvin, tatsächlich largestandmostmodernsolarobservatoriesarecurrentlyequipped with mirror substrates made of ZERODUR® glass-ceramic,” explains Dr. Thomas Westerhoff, Senior Manager Strategic Marketing for the ZERODUR® product group. The scientists sought to achieve an expansion coefficient in the range of ± 30∙10–9 per Kelvin, however SCHOTT actually even achieved a level of +6∙10–9 per Kelvin with a deviation of only 3∙10–9 per Kelvin for the entire material. A piece of ZERODUR® glass- ceramic 100 miles in length would only expand by 0.4 inch if the temperature increased by 100 Kelvin. The mirrors used in solar telescopes must meet extremely high mechanical demands because they gaze directly at the rising sun and therefore must be vertical. The DKIST mirror is only 2.9 inches thick so that it is easy to cool from behind, yet bears nearly three tons of weight without changing its shape. It is supported by 120 actuators on its back, which compensate for the deflection that inevitably occurs. The properties of ZERODUR® glass-ceramic are only one aspect; in addition the specifications the scientists had established for the mirror material posed a major challenge. “Since the 8-meter pro- ject that required manufacturing four primary mirrors that were each 8.2 meters in diameter, the largest monolithic mirror sub- strates ever cast, no other job has challenged us and helped us to achieve advances in terms of technology as much as this project. We will be able to use the technologies we developed to meet many more customer requests,” Project Head at SCHOTT Thomas Werner explains. The glass-ceramic needs to be extremely homogeneous; for example, because bubbles and inclusions would result in scat- tered light that reduces the contrast. SCHOTT has succeeded in manufacturing a mirror substrate in which the maximum number of bubbles per unit volume was one order of magnitude lower and the bubble size permitted in the critical layer was undercut by a factor of 2.5. The special design of the telescope also had consequences for the mirror. Since no other secondary mirrors that cast shadows were to be located within the optical path in the telescope, the mirror had to be ground in the form of an off-axis asphere, which means that the surface in the middle has a different radius of cur- vature than along the outer edges and that this “center” is also not located in the geometric center of the mirror. As a consequence of this grinding, however, the focal point does not lie above the mirror, but rather light is reflected to the side instead. Achieving this unusual shape also required a great deal of effort. Nevertheless, it was worth it, considering how satisfied the customer is. As DKIST Project Manager Joseph McMullin expresses, “Manufac- turing a mirror substrate with the necessary specifications clearly turned out to be a huge technological challenge. Here, SCHOTT proved to be the perfect partner for our project. They really did a great job.” And so it was that the mirror left Mainz for Bremerhaven as a heavy load shipment on its roughly six-week journey at the end of January. From there, it was put on a ship to cross the Atlantic and head for the Panama Canal and from there to Los Angeles. Photos Fotos : SCHOTT/C. Costard Manufacturing the mirror substrate posed a major challenge for the engineers at SCHOTT with respect to both the extreme demands placed on the melting (see picture above) and pro- cessing it into an off-axis asphere. Die Produktion des Spiegelsubstrats bedeutete für die Inge- nieure bei SCHOTT eine besondere Herausforderung, sowohl hinsichtlich der extremen Anforderungen an den Guss (s. Bild oben) als auch der Bearbeitung zu einer Off-Axis-Asphäre.
  27. 27. 27 erreichte Schott sogar +6 ∙ 10–9 pro Kelvin, mit einer Abwei- chung von nur 3 ∙ 10–9 pro Kelvin über das gesamte Material. Ein 100 Kilometer langes Stück davon würde bei einer Temperaturer- höhung von 10 Kelvin also nur 0,6 Millimeter länger. Auch die mechanischen Ansprüche an Spiegel für Sonnenteleskope sind besonders hoch, denn sie schauen der Sonne beim Aufgehen zu und müssen dazu senkrecht stehen. Der DKIST-Spiegel ist lediglich 7,5 Zentimeter dick, damit er leicht von hinten zu kühlen ist, hat aber ein Eigengewicht von gut drei Tonnen, das er tragen muss, ohne seine Form zu verändern. Er wird dabei von 120 Aktuatoren auf seiner Rückseite unterstützt, die die unvermeidlich auftretende Durchbiegung ausgleichen. Die Eigenschaften von ZERODUR®sind das eine, die Spezifikationen, welche die Wissenschaftler für das Spiegelmaterial formulierten, waren dagegen eine echte Heraus- forderung. „Seit dem 8-Meter-Projekt, der Herstellung von vier Primärspiegeln mit 8,2 Metern Durchmesser, die größten jemals gegossenen monolithischen Spiegelsubstrate, hat uns kein anderer Auftrag technologisch so herausgefordert und weitergebracht. Die erarbeiteten Technologien werden wir für viele weitere Kunden- anfragen intensiv nutzen können“, sagt SCHOTT Projektleiter Thomas Werner. So muss die Glaskeramik extrem homogen sein, denn Blasen und Einschlüsse würden zu Streulicht führen, das den Kontrast verringert. SCHOTT gelang es, ein Spiegelsubstrat her- zustellen, bei dem die maximale Anzahl von Blasen pro Volumen- einheit um eine Größenordnung und die erlaubte Blasengröße in der kritischen Schicht um den Faktor 2,5 unterschritten wurde. Auch die besondere Bauform des Teleskops hatte Konsequen- zen für den Spiegel. Da sich innerhalb des Strahlengangs im Teleskop keine weiteren schattenwerfenden Sekundärspiegel befinden sollten, musste der Spiegel in Form einer Off-Axis- Asphäre geschliffen werden. Das bedeutet, dass die Oberfläche in der Mitte einen anderen Krümmungsradius als an den Außenrän- dern hat und sich diese „Mitte“ zudem nicht im geometrischen Zentrum des Spiegels befindet. Dieser Schliff hat zur Folge, dass der Brennpunkt nicht über dem Spiegel liegt, sondern das Licht zur Seite reflektiert wird. Diese ungewöhnliche Form erforderte ungewöhnlich hohen Aufwand, der sich angesichts der Zufrie- denheit des Kunden aber gelohnt hat. DKIST-Projektmanager Joseph McMullin: „Einen Spiegelträger in den geforderten Spezifikationen zu fertigen, war zweifelsohne eine große techno- logische Herausforderung. SCHOTT war für unser Projekt der perfekte Partner und hat tolle Arbeit geleistet.“ SostarteteEndeJanuarderSpiegelausMainzperSchwertrans- port nach Bremerhaven seine rund sechswöchige Reise, die ihn dann per Schiff quer über den Atlantik durch den Panamakanal nach Los Angeles führte. Damit er den bisweilen heftigen Wellen- gang über den Atlantik und den anschließenden Straßentrans- port nach Tucson, Arizona (USA), übersteht, wurde er auf einem speziellen Dämpfungssystem gelagert. Nach Politur und erfolg- reicher Montage wird der Spiegel, so die Planung, 2019 das erste Licht in die Instrumente zur genauen Beobachtung unserer Sonne reflektieren. < In order to survive the often rough waves while crossing the At- lantic and the drive to Tucson, Arizona, it was stored on a special shock-absorbing system. According to the current plan, once it has been polished and successfully installed, the mirror will begin reflecting its first light to the instruments in 2019 so that the sun can be observed more closely. < Thanks to the .-meter mirror substrate made of ZERODUR® glass-ceramic, the DKIST will be the world’s largest solar telescope. This monolith, which weighs nearly three tons, is only . centimeters thick (see picture above). Mit dem , Meter großen Spiegelträger aus ZERODUR® Glaskeramik wird das DKIST das größte Solarteleskop der Welt sein. Der Monolith ist mit einem Gewicht von gut drei Tonnen nur , Zentimeter dick (s. Bild oben).
  28. 28. 28 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 CABIN LIGHTING KABINENBELEUCHTUNG L ight and colors have a profound effect on how we feel and even our ability to judge situations. If we perceive the light- ing inside an airplane to be perfect, we will view the cabin as a whole as being of high quality. “Often we don't even notice that our moods are directly related to the current lighting conditions. Our eyes, on the other hand, are extremely sensitive and register differences in color. Our brains immediately assess the results as being comfortable or uncomfortable,” Dr. Armin Plichta, Gen- eral Manager of Transportation at SCHOTT Lighting and Imag- ing, explains. The new LED cabin lighting solution "HelioJet" Spectrumcc (Color Control), developed by SCHOTT in collabora- tion with Lufthansa Technik and the sensor manufacturer MAZeT, leverages these scientific findings. This solution is based on a spe- cial optical light guide made of glass at the ends of which four L icht und Farben haben großen Einfluss auf unser Wohlbefin- den und sogar unser Urteilsvermögen. Wird die Beleuchtung im Flugzeug als stimmig empfunden, erscheint uns die gesamte Kabineneinrichtung als hochwertig – oder umgekehrt. „Oft ist uns nicht bewusst, dass eine solche Wahrnehmung mit der gegebenen Lichtatmosphäre zusammenhängt. Unser Auge registriert jedoch gerade Farbunterschiede sehr feinfühlig, und das Gehirn bewertet das Ergebnis sofort als ‚angenehm‘ oder ‚unangenehm‘“, erläutert Dr. Armin Plichta, General Manager Transportation bei SCHOTT Lighting and Imaging. Auf dieser Wissensgrundlage baut die neue LED-Kabinenbeleuchtung „HelioJet“ Spectrumcc (Color Control), entstanden in Kooperation von SCHOTT, Lufthansa Technik und dem Sensorhersteller MAZeT. Die Lösung basiert auf einem spezi- ellen optischen Lichtleiter aus Glas, an dessen beiden Stirnseiten WITH THE EYE OF A SENSOR MIT DEM AUGE EINES SENSORS With “HelioJet” Spectrumcc , SCHOTT and Lufthansa Technik are introducing an innovative LED cabin lighting solution that renders light in a stable and homogeneous manner. For the first time ever, special sensor technology imitates the sensitive color perception of the human eye. Mit „HelioJet“ Spectrumcc stellen SCHOTT und Lufthansa Technik eine innovative LED-Kabinenbeleuchtung mit stabiler, homogener Farbwiedergabe vor. Dabei imitiert erstmals eine spezielle Sensortechnik die feinfühlige Farbwahrnehmung des menschlichen Auges. PhotoFoto:SCHOTT DR. HAIKE FRANK
  29. 29. 29 LEDs – red, green, blue and white (RGBW) – each feed colored light. Up to three of these rods form one "HelioJet" unit. Before they are emitted, the individual primary LED colors are mixed into a desired even color shade inside the light guide – an advan- tage over conventional LED strips that are unable to fully hide their inhomogeneous light point design despite indirect guidance of the light and diffusers. Furthermore, "HelioJet" Spectrumcc uses precise sensor and control technology that measures and controls the respective color shade of every LED extremely accurately and compares it with the target values for all "HelioJet" units. “True Color Sensors” are installed right next to the LEDs to perform this task. The core of each sensor consists of small facets that imitate how the human eye perceives colors by using a dichroic coating. “This is truly sophisticated technology because our eye recognizes and distin- guishes between color shades within an extremely narrow and complex spectrum,” emphasizes Fred Grunert, Managing Director of MAZeT. Nevertheless, LEDs in particular cause visible devia- tions in color due to their unstable rendering of color. They also age at different speeds, due in part to the local temperature stresses inside the narrow compartments in the airplane. “This explains why other lighting systems that do not measure and con- trol every LED are unable to produce a constant color impression over the long term,” Dr. Plichta notes. "HelioJet" Spectrumcc also scores points due to how little maintenance it requires and the fact that individual LEDs can be replaced. Furthermore, the LEDs have a longer lifespan of at least 50,000 hours (mean time between failures). The new solution is already sparking interest: SCHOTT is currently discussing an initial reference project with several airlines. < je vier LEDs farbiges Licht – rot, grün, blau und weiß (RGBW) – einspeisen. Bis zu drei dieser Stäbe ergeben eine "HelioJet"-Einheit. Die einzelnen LED-Grundfarben werden schon vor der Abstrah- lung im Lichtleiter zu einem gleichmäßigen Farbton jeder gewünschten Nuance gemischt – ein Vorteil gegenüber konventi- onellen LED-Streifen, die ihr inhomogenes Punktlichtdesign trotz indirekter Lichtführung und Diffusoren nicht völlig verber- gen können. Darüber hinaus nutzt "HelioJet" Spectrumcc eine präzise Sen- sor- und Steuertechnik, die auf Basis von Sollwerten den maßgeb- lichen Farbton jeder LED exakt misst, regelt und über alle "HelioJet"-Einheiten hinweg abstimmt. Dazu sind in unmittelbarer Nähe der LEDs sogenannte True-Color-Sensoren angebracht. Jeder Sensor besteht im Kern aus kleinen Facetten, die mit Hilfe einer dichroitischen Beschichtung die Farbrezeption des menschlichen Auges nachstellen. „Eine anspruchsvolle Technik, denn unser Auge erkennt und unterscheidet Farbtöne innerhalb eines engen, kom- plexen Spektrums“, betont Fred Grunert, Geschäftsführer von MAZeT. Gerade LEDs verursachen jedoch sichtbare Farbabwei- chungen aufgrund ihrer instabilen Farbwiedergabe. Sie altern un- terschiedlich schnell, wozu auch lokale Temperaturbelastungen im engen Bauraum eines Flugzeugs beitragen. „Darum können ande- re Lichtsysteme, die nicht jede LED messen und regeln, langfristig keinen konstanten Farbeindruck bieten“, so Dr. Plichta. "HelioJet" Spectrumcc trumpft zudem mit weniger Wartungsaufwand, da sich LEDs einzeln austauschen lassen, und mit einer längeren LED-Lebensdauer von mindestens 50.000 Stunden (mean time between failure). Die Lösung hat bereits Interesse geweckt: SCHOTT steht in intensivem Kontakt mit Fluggesellschaften für ein erstes Referenzprojekt. < PhotoFoto:SCHOTT “HelioJet” Spectrumcc is based on a special optical light guide that is made of glass. Four light diodes each feed in colored light – red, green, blue and white – at its ends. Precise sensor and control technology measures and regulates the main color shade of each LED across all of the “HelioJet” units. „HelioJet“ Spectrumcc basiert auf einem speziellen optischen Licht- leiter aus Glas, an dessen beiden Stirnseiten je vier Leuchtdioden farbiges Licht – rot, grün, blau und weiß – einspeisen. Eine präzise Sensor- und Steuer- technik misst und regelt den maßgeblichen Farbton jeder LED über alle „HelioJet“-Einheiten hinweg.
  30. 30. 30 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 FOCUS FOKUS PhotoFoto:Höweler+Yoon
  31. 31. 31 TOUCHING MAGIC MADE OF GLASS, LIGHT AND SOUND  touch-sensitive glass columns at the Dubai Mall, one of the world‘s largest shopping centers, invite visitors to a concert for the senses. The artistic interactive installation Aviary from the architec- ture firm Höweler+Yoon from Boston produces unique light and sound compositions when it is touched or wiped. These .- to -meter high objects made of borosilicate glass from SCHOTT were all equipped with a sensitive foil and a light core. < BERÜHRENDER ZAUBER AUS GLAS, LICHT UND KLANG  berührungsempfindliche Glasstelen laden in der Dubai-Mall, einem der weltgrößten Einkaufszentren, zu einem Konzert für die Sinne ein. Die interaktive Kunstinstallation Aviary vom Bostoner Architekturbüro Höweler + Yoon erzeugt durch Berühren und Wischen ganz eigene Licht- und Klangkompositionen. Dazu wurden die , bis  Meter hohen Objekte aus Borosilikatglas von SCHOTT mit einer sensitiven Folie und einem Lichtkern ausgestattet. <
  32. 32. 32 SCHOTT SOLUTIONS 1/14 OTTO SCHOTT RESEARCH AWARD 2014 OTTO-SCHOTT-FORSCHUNGSPREIS 2014 MATTHIAS MATTING E ven back in the Stone Age, we humans used volcanic glass to produce cutting tools and spearheads. Donald Bruce Ding- well first met up with obsidian, which is rock formed by cooled lava, during his junior high school days in his home country of Canada when he discovered a photograph published in a school book on the geosciences. He certainly didn’t realize at the time that he would one day conduct research on the natural laborato- ries where volcanic glass is produced. He went on to study physics and chemistry with geology as an elective. The researcher born in 1958 didn’t discover his passion for vol- canology until he reached his thirties. Although volcanoes have accompanied us through history and evolution, they were studied in a rather one-sided manner from a modern science perspective. The current Professor of Experimental Volcanology and Director of the Department of Earth and Environmental Sciences at the LMU in Munich recalls that this was “limited to a descriptive approach.” Researchers closely examined all of the deposits that eruptions had S chon in der Steinzeit nutzte der Mensch vulkanisches Glas für Schneidewerkzeuge oder Speerspitzen. Donald Bruce Dingwell begegnete dem sogenannten Obsidian erst während sei- ner Junior-Highschool-Zeit in seiner Heimat Kanada: auf einer Abbildung in einem Schulbuch über Geowissenschaften. Dass er später einmal die natürlichen Labore untersuchen würde, in denen vulkanisches Glas entsteht, war ihm damals noch nicht klar – er studierte Physik und Chemie mit dem Wahlfach Geologie. Erst mit etwa Dreißig entdeckte der 1958 geborene Forscher seine Leidenschaft für die Vulkanologie. Obwohl Vulkane den Menschen durch Geschichte und Evolution begleiten, erfolgte ihr Studium damals noch auf für eine moderne Wissenschaft einsei- tige Weise: Vulkanforschung, erinnert sich der heutige Professor für Experimentelle Vulkanologie und Direktor des Department Geo- und Umweltwissenschaften der LMU München, „beschränk- te sich auf eine beschreibende Herangehensweise.“ Die Forscher nahmen all das genauestens unter die Lupe, was bei Eruptionen THE GLASS LABORATORY INSIDE A MOUNTAIN DAS GLASLABOR IM BERG Experimental research on volcanoes has been the main focus of the well-known researcher Professor Dr. Donald Dingwell’s work since the 1990s. The Canadian researcher was presented with the 2014 Otto Schott Research Award for his work. Die experimentelle Erforschung von Vulkanen steht seit den 1990er-Jahren im Mittelpunkt der Arbeiten des renommierten Geowissenschaftlers Professor Dr. Donald Dingwell. Der gebürtige Kanadier wurde dafür mit dem Otto-Schott-Forschungspreis 2014 ausgezeichnet. PhotoFoto: thinkstock
  33. 33. 33 exposed and then attempted to draw conclusions as to the physical and chemical processes that went on inside the mountain. “This type of field work is almost an art,” says Dingwell – and yet colleagues in the fields of physics and biology would have hardly referred to volcanology as a modern science due to the lack of the elements of simulation and experimentation. In the meantime, this has changed completely – the latter thanks mainly to Donald Dingwell and his work in the area of experimental volcanology. But how can these types of volcanoes be simulated inside a laboratory? The “artificial” volcanoes can be found in a basement room inside a university building in Munich. Tubes up to four meters in length and as wide as water buckets form the vents that transport the explosion to the surface. A furnace generates tem- peratures up to 1,300 degrees Celsius and rocks are heated up un- der pressure inside it. And just like a real volcano, it erupts when the pressure is suddenly allowed to escape. The team of researchers that works with Professor Dingwell measures how quickly the ejected particles, including glass, are propelled. And their size is determined by simply washing them off of the walls of the vents after the experiment is over. “The glasses that this produces are snapshots of the structure of the liquids that simply never had the chance to cool down in a thermodynamic balance. This is a special state of nature that really fascinates me,” Dingwell explains. Dingwell and his colleagues had to overcome a number of obstacles in order for experimental volcanology to reach this point. In order to be able to determine the effects of hot liquids ans Tageslicht befördert worden war – und versuchten dann Rück- schlüsse auf die physikalischen und chemischen Prozesse im Inne- ren des Berges zu ziehen. „Diese Art Geländearbeit ist fast eine Kunst“, sagt Dingwell – und doch hätten Kollegen aus der Physik oder der Biologie die Vulkanologie durch das Fehlen der Elemen- te Simulation und Experiment kaum als moderne Naturwissen- schaft bezeichnet. Inzwischen hat sich das gründlich geändert – und das ist, was die experimentelle Vulkanologie betrifft, zu wesentlichen Teilen Donald Dingwell zu verdanken. Doch wie lässt sich ein solcher Feuerberg im Labor nachstellen? Die „künstlichen“ Vulkane befinden sich in einem Kellerraum des Münchner Uni-Gebäudes: Wassereimerdicke Röhren, bis zu vier Meter lang, bilden die Schlote, durch die die Explosion nach oben steigt. Ein Heizofen liefert bis zu 1.300 Grad Celsius; unter Druck wird darin Gestein erhitzt. Wie bei einem echten Vulkan erfolgt der Ausbruch, wenn der Druck plötzlich entlastet wird. Per Hoch- geschwindigkeitskamera messen die Forscher um Professor Ding- well, wie schnell sich die ausgeworfenen Partikel – darunter auch Gläser – bewegen. Um ihre Größe zu bestimmen, werden sie nach dem Experiment einfach von den Wänden der Schlote abgetragen. Dingwell: „Die hier entstandenen Gläser sind Schnappschüsse der Struktur von Flüssigkeiten, die keine Gelegenheit hatten, sich im thermodynamischen Gleichgewicht abzukühlen. Das ist wirklich ein spezieller Zustand der Natur, ich bin fasziniert davon.“ Damit die experimentelle Vulkanologie diesen Stand erreichen konnte, mussten Dingwell und Kollegen einige Hindernisse über- Professor Donald Dingwell (nd from left) was honored with the Otto Schott Research Award for his research on volcanic glasses. The award was presented by the Chairman of the Board of Trustees of the Ernst Abbe Fund and SCHOTT Board member Dr. Hans-Joachim Konz (nd from right) at an international conference on glass held in Aachen, Germany, at the end of May. The picture also shows Board of Trustee members Professor Reinhard Conradt (RWTH Aachen; left) and Professor Carlo Pantano (Penn State University; right). Für seine Forschung über vulkanische Gläser wurde Professor Donald Dingwell (. von links) mit dem Otto-Schott-Forschungspreis ausgezeichnet. Die Preisübergabe erfolgte während eines internationalen Glaskongresses Ende Mai in Aachen durch den Vorsitzenden des Kuratoriums des Ernst-Abbe-Fonds, SCHOTT Vorstandsmitglied Dr. Hans-Joachim Konz (. von rechts). Ebenso auf dem Bild: die Kuratoriumsmitglieder Professor Reinhard Conradt (RWTH Aachen; links) und Professor Carlo Pantano (Penn State University; rechts). PhotoFoto:SCHOTT/A.Sell