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Neue Speicher- und Informationstechnologie braucht auch neue, leistungsfähigere Materialien. Eines davon ist Yttrium-Eisen-Granat, das besondere magnetische Eigenschaften aufweist und mit einem neuen Verfahren auf ein beliebiges Material übertragen werden kann. Entwickelt wurde die Methode von Physikern der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Der Ansatz könnte die Herstellung von kleineren, schnelleren und energiesparenderen Bauteilen für die Datenspeicherung und Informationsverarbeitung voranbringen. Ihre Ergebnisse haben die Physiker in der Fachzeitschrift “Applied Physics Letters” veröffentlicht. Magnetische Materialien spielen bei der Entwicklung neuer Speicher- und Informationstechnologien eine…

Neues Modell erklärt Dendritenwachstum in Batterien Brennende Smartphones oder sogar Elektroautos sind nicht nur Gegenstand etlicher YouTube-Videos. Weltweit gehen Forschende den Auslösern solcher Batteriebrände nach. Dabei handelt es sich oftmals um astartige Auswüchse (“Dendriten”), die beim Aufladen der Akkus entstehen. Bisher war allerdings nicht bekannt, warum Metalle wie Lithium Dendriten bilden, Silber oder Kupfer hingegen nicht. Nun haben die Chemiker Prof. Wolfgang Schmickler und Dr. Elizabeth Santos von der Universität Ulm ein Modell auf atomarer Ebene entwickelt, das erklärt, wie…

In akribischer Detektivarbeit analysiert man in der Festkörperphysik das genaue Zusammenspiel der Elektronen, um dadurch schließlich ein Verständnis für Materialeigenschaften zu erhalten. Wer Krimis mag, weiß: Am Tatort muss sorgfältig nach Fingerabdrücken gesucht werden, dann kann man möglicherweise den Fall aufklären. In der modernen Festkörperphysik sind es Streuprozesse – Wechselwirkungen zwischen Elektronen – die es erlauben, Schritt für Schritt der Wahrheit näher zu kommen. Besonders schwierig ist das bei komplizierten Materialien, bei denen viele Elektronen gleichzeitig eine Rolle spielen: Bei…

Forschungsteam findet erstes Neutrino von einem zerrissenen Stern Ein geisterhaftes Elementarteilchen aus einem zerrissenen Stern hat ein internationales Forschungsteam auf die Spur eines gigantischen kosmischen Teilchenbeschleunigers gebracht: Das sogenannte Neutrino ließ sich zu einem supermassereichen Schwarzen Loch in einer fernen Galaxie zurückverfolgen, dem der Stern zu nahe gekommen und dann von dessen kolossaler Schwerkraft zerstört worden war. Es handelt sich um das erste Teilchen, das mit einer derartigen Gezeitenkatastrophe („Tidal Disruption Event“) verknüpft werden konnte. Die Beobachtung belegt, dass diese…

PSMA-bindende Wirkstoffe docken spezifisch an Prostatakrebszellen an. Gekoppelt an diagnostische oder therapeutische Radionuklide können sie die Diagnostik und die Behandlung von Prostatakrebs verbessern. Wissenschaftler vom DKTK Partnerstandort Freiburg untersuchten zusammen mit Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für medizinische Forschung nun erstmal mithilfe der STED-Mikroskopie, wie diese Wirkstoffe von der Zelle aufgenommen und intrazellulär verteilt werden. Darüber hinaus zeigte ein erster klinischer Einsatz, dass hybride PSMA-bindende Wirkstoffe, die sowohl ein diagnostisches Radionuklid als auch einen Fluoreszenzfarbstoff beinhalten, geeignet sind, Prostatakrebs sowohl vor als…

Leitfaden zur Agri-Photovoltaik erschienen Mit der Agri-Photovoltaik (Agri-PV) können Landwirte Ackerflächen doppelt nutzen: Am Boden wachsen die Kulturpflanzen, darüber erzeugen Solarmodule erneuerbaren Strom. Der Ansatz erhöht die Flächeneffizienz und könnte künftig Konflikte um den Gebrauch von landwirtschaftlichen Böden entschärfen. Aktuelle Informationen über die Technologie, ihr Potenzial sowie den aktuellen Entwicklungsstand beleuchtet jetzt ein neuer Leitfaden. Ziel ist, Landwirten, Kommunen und Unternehmen praktische Hinweise zur Nutzung der Agri-PV an die Hand zu geben. Auch Vorschläge für eine Anpassung des rechtlichen Rahmens…

… für Raumtemperaturanwendung. Der Ersatz des knappen Elements Tellur macht thermoelektrische Module in der Herstellung günstiger bei vergleichbarer Leistung. Mehr als 60% der erzeugten Energie werden durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe generiert und gehen als Abwärme verloren, wovon mehr als die Hälfte im Niedertemperaturbereich anfällt (Temperaturen <300°C). Die effektive Nutzung dieser Abwärme zur Stromerzeugung ist entscheidend, um die Kosten der Energieversorgung zu mindern und die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren. Thermoelektrische Generatoren, die Wärme in Elektrizität wandeln, zeichnen sich durch…

PD Dr. Harun Tüysüz (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung) sowie Prof. Dr. Claudia Felser (Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe) und ihre Teams entdeckten einen neuen Typ von OER-Elektrokatalysatoren. Es gelang ihnen, eine Vielzahl von Heusler-Verbindungen vom Co2YZ-Typ mit einstellbaren physikalisch-chemischen Eigenschaften und gut definierten topologischen Oberflächen zu entwickeln, die Wasser sehr effektiv zu Sauerstoff zu spalten vermögen. “Grüner Wasserstoff” erfährt seit Einführung der Nationalen Wasserstoffstrategie eine hohe Aufmerksamkeit als Energieträger und Baustein für verschiedene industrielle Prozesse. Seine Herstellung durch die Wasserelektrolyse…

Bereits zum fünften Mal hat ein Team aus 25 internationalen Wissenschaftler*innen den CYGNUS-Versorgungstransporter der ISS dafür genutzt, im Weltraum Experimente mit offenem Feuer durchzuführen. Dieses Mal wurden vom Rückweg Richtung Erde erstaunliche Daten übermittelt, die selbst für die Verbrennungsforschenden vom Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen nicht vorhersehbar waren: in der Schwerelosigkeit breitet sich eine Flamme nur entgegengesetzt zur Luftströmung aus. Auf einem Raumfahrzeug eine Flamme auspusten zu wollen, wäre demnach eine wirklich schlechte Idee. 23…

Brenner Basistunnel als Leuchtturmprojekt Forschungsverbund unter Leitung der TU Graz möchte die im abgeleiteten Tunnelwasser steckende Wärme für die Energieversorgung ganzer Stadtteile nutzen. Im Rahmen des FFG-Programms „Stadt der Zukunft“ wird ein nachhaltiges Konzept für die Stadt Innsbruck erarbeitet. Der Brenner Basistunnel soll nach seiner Fertigstellung in ungefähr zehn Jahren für Entlastung im Transitverkehr zwischen Italien und Österreich sorgen. Die Brenner Basistunnel Gesellschaft (BBT SE) und die Innsbrucker Kommunalbetriebe wollen nun gemeinsam mit dem Institut für Felsmechanik und Tunnelbau der…

Tübinger Forschungsteam untersucht, wie natürliche „Teppiche“ Böden gegen das Wegschwemmen durch Regen schützen Durch Erosion gehen jährlich weltweit Milliarden von Tonnen an wertvollem Boden verloren, vieles davon lagert sich in Gewässern ab, die dadurch versanden oder verschlammen. Die in Deutschland gemessenen Bodenverluste reichen von 1,4 bis 3,2 Tonnen pro Hektar und Jahr, bei Extremwetter können es bis zu fünfzig Tonnen sein. Einen Schutzschirm gegen die Erosion bieten biologische Bodenkrusten, wie ein Forschungsprojekt von Geowissenschaftlern an der Universität Tübingen zeigt. Diese…

Wie das Salz in der Suppe Solarzellen, die das Sonnenlicht so effizient wie Silizium in elektrische Energie umwandeln, sich dabei aber einfach und aus kostengünstigen Materialien herstellen lassen – für Materialforscher ist das ein langgehegter Traum. Dem sind Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Berlin nun ein Stück nähergekommen. Sie haben ein Verfahren verbessert, mit dem sich günstige Perowskit-Schichten einfach aus Lösungen auf Trägermaterien aufbringen lassen. Dabei haben sie nicht nur entdeckt, welch entscheidende Rolle eines der verwendeten Lösungsmittel spielt, sondern auch die…

Überraschung in der Festkörperphysik: Der Hall-Effekt, der normalerweise nur bei Magnetfeldern auftritt, ließ sich an der TU Wien auch anders erzeugen – und zwar extrem stark. Elektrischer Strom kann durch ein Magnetfeld abgelenkt werden – das kann in stromleitenden Materialien zum sogenannten Hall-Effekt führen, den man in der Industrie etwa verwendet, um Magnetfelder zu messen. Eine überraschende Entdeckung gelang nun an der TU Wien: Man untersuchte ein exotisches Halbmetall aus Cer, Bismut und Palladium und stellte fest: In diesem Material…

Eine neue Studie macht neun Großwetterlagen ausfindig, die zu extremen Niederschlägen in der Mittelmeerregion führen. Das Wissen über die neuen Zusammenhänge könnte Meteorologen künftig helfen, extremen Regen bis zu drei Wochen im Voraus besser vorherzusagen. Die Forschenden der TU Bergakademie Freiberg und des European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF, UK) präsentieren die Ergebnisse in einer aktuellen Fachpublikation. Was extremer Dauerregen anrichten kann erfahren Menschen in Ländern rund um das Mittelmeer schon heute: Überflutungen und Erdrutsche verstopfen die Kanalisation oder…

Magnetische Nanopartikel aus Bakterien Magnetische Nanopartikel aus Bakterien könnten schon bald eine bedeutende Rolle in der Biomedizin oder Biotechnologie einnehmen. Forscher*innen der Universität Bayreuth haben jetzt ein Verfahren entwickelt und optimiert, mit dem die Partikel aus Bakterien isoliert und von Zellrückständen gereinigt werden können. Kulturen menschlicher Zellen weisen in ersten Laborversuchen eine gute Verträglichkeit mit diesen Nanopartikeln auf. Die in der Zeitschrift „Acta Biomaterialia“ vorgestellten Ergebnisse sind daher ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu biomedizinischen Anwendungen, beispielsweise in bildgebenden…

Deep-Learning-Algorithmen enthüllen Regeln der Genregulation Mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) ist es einem deutsch-amerikanischen Wissenschaftsteam gelungen, komplexe Anweisungen der Genregulation in der DNA zu entschlüsseln. Sie trainierten ihr neuronales Netzwerk mit hochauflösenden Protein-DNA-Bindungsdaten. Mit Hilfe neu entwickelter Techniken zur Modellinterpretation gelang es ihnen, die relevanten DNA-Sequenzmuster aufzudecken. Die Ergebnisse liefern ein tieferes Verständnis dafür, wie DNA Sequenzen organisiert sind, um Gene zu regulieren. Algorithmen für künstliche Intelligenz sind äußerst leistungsfähig, um umfangreiche und komplexe Datensätze zu erschließen. Wie die Maschine…