Die helle Seite der Macht Eine Gruppe von Forscher*innen des Fritz-Haber-Instituts der Max-Planck-Gesellschaft und der Humboldt-Universität zu Berlin hat herausgefunden, dass sich Halbleiter leichter und schneller als bisher angenommen in Metalle und zurück verwandeln lassen. Diese Entdeckung könnte die Rechenleistung vieler technischer Geräte erhöhen und ihr Design vereinfachen. Vom Smartphone bis zum Computerprozessor – ein Großteil der von uns genutzten Technik ist mit Transistoren ausgestattet. Weil Transistoren für jede Art von Datenverarbeitung so wichtig sind, versuchen Wissenschaftler*innen und Ingenieur*innen seit…
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Zürich, die Teil des Schweizerischen Nationalen Forschungsschwerpunkt PlanetS sind, schlagen in Zusammenarbeit mit der Universität Cambridge eine neue Erklärung für die Häufigkeit von Exoplaneten mittlerer Masse vor – ein langjähriges Rätsel der Astronomie. In den letzten 25 Jahren haben Wissenschaftler über 4000 Planeten jenseits der Grenzen unseres Sonnensystems entdeckt. Von relativ kleinen Gesteins- und Wasserwelten bis hin zu glühend heissen Gasriesen weisen die Planeten eine bemerkenswerte Vielfalt auf. Diese Vielfalt ist nicht unerwartet. Auch die…
Die Weltbeschreibung der theoretischen Physik ist abstrakt-mathematisch. Führen solche Überlegungen zu einem Verständnis über die Welt, in der wir leben, oder sind sie letztlich „bloß“ eine Beschreibung von beobachtbaren Phänomenen? Über das Spannungsfeld von Erkenntnis und Mathematik spricht Susanne Päch mit dem Fundamentaltheoretiker Alexander Westphal in „Abbild versus Erkenntnis? – Was Fundamentaltheorien an den Grenzen unseres Verständnissen leisten und was nicht“ im abschließenden Teil der Mini-Serie von HYPERRAUM.TV über die theoretischen Grundlagen der Quantengravitation. Die Welt der Physiker ist bunt,…
Zweidimensionale Materialien sind Hoffnungsträger für viele technische Anwendungen. Ein internationales Forschungsteam hat erstmals ermittelt, wie stark 2D-Materialien schwingen, wenn sie mit Licht angeregt werden. Aktuelle elektronische Bauteile in Computern, Handys und vielen weiteren Geräten beruhen auf mikrostrukturierten Siliziumträgern. Bei dieser Technologie sind jedoch die physikalischen Grenzen des Machbaren und die kleinstmöglichen Strukturgrößen fast erreicht. Als neue Hoffnungsträger werden darum zweidimensionale (2D) Materialien intensiv erforscht. Man kann sich diese Materialien wie extrem dünne Folien vorstellen, die aus nur einer Schicht von…
Neutronen zeigen tatsächliche Verteilung von Lithium und Elektrolyt in Lithium-Ionen-Zellen. Im Handy, Laptop oder auch im Elektroauto: überall verwenden wir Lithium-Ionen-Akkus. Doch nach einiger Zeit verlieren sie an Kapazität. Daher untersuchte ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam den Aufbau und die Funktionsweise dieser Akkus mit Neutronenbeugung. Dabei fanden Sie heraus, dass Zersetzungsprodukte der Elektrolytflüssigkeit das bewegliche Lithium im Akku abfangen und dass Lithium in der Zelle überraschend ungleich verteilt ist. Die hervorragenden Eigenschaften des Lithium-Ionen-Akkus haben das tägliche Leben wie sonst wenige andere…
Röntgenstrahlen ermöglichen nicht nur Einblicke in den menschlichen Körper, sondern auch in Materialien bis auf atomare Ebene. Die neu eingerichtete Servicestelle Röntgenbeugung stellt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, aber auch Industrievertretern die Methoden der Einkristall- und Pulverdiffraktion zur Verfügung. Diese erlauben es, Eigenschaften der untersuchten Stoffe zu verstehen und im Nachgang gegebenenfalls gezielt zu verändern. Die Servicestelle besitzt eine herausragende Ausstattung. Zwei Einkristalldiffraktometer ermöglichen die Aufklärung der Struktur von Festkörper- und Molekülkristallen. Die Bestimmung der Positionen von Atomen kann mit dieser Methode…
… zwischen Maschinen, Anlagen und Cloud-Systemen dank Time Sensitive Networking Hochdynamische Produktionssysteme zuverlässig und sicher steuern und regeln zu können, erscheint vielen Unternehmen als Herausforderung. Edge- und Cloudsysteme gewinnen hier an Bedeutung, jedoch fehlt es heute noch an entsprechender Ausrüstung und Infrastruktur, um bestehende Maschinen und Anlagen entsprechend der erforderlichen industriellen Anforderungen dauerhaft in digitale IT-Landschaften zu integrieren. Zu diesem Zweck entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT gemeinsam mit Partnern aus Maschinenbau, Netzwerktechnik und Robotik eine durchgängig echtzeitfähige Kommunikationsinfrastruktur auf…
Forschungsergebnisse aus dem BMVI-Expertennetzwerk erweitern bestehende Bemessungsregeln um Methoden zur Berücksichtigung von Unsicherheiten. Wirtschaftliche Gütertransporte mit dem Binnenschiff setzen eine zuverlässige und leistungsfähige Wasserstraßeninfrastruktur voraus. Hierzu werden Wasserstraßen bedarfsgerecht instandgesetzt, modernisiert und ausgebaut. Diese Maßnahmen schließen sichere und unterhaltungsarme Ufersicherungen ein, deren Bemessung in einschlägigen Regelwerken geregelt ist. Aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen ist ein Ausbau von Ufersicherungen nach dem geltenden Standard jedoch nicht in allen Fällen sinnvoll. Im Rahmen des BMVI-Expertennetzwerks wurde daher in der BAW untersucht, wie zukünftig…
Die Themen Flexibilität und Mobilität in der Arbeitswelt sind aktueller denn je. Lockdown, dezentrales Arbeiten und digitale Kommunikation mit dem Team machen es notwendig, dass sämtliche Prozesse nachvollziehbar und transparent sind. New Work lautet in diesem Zusammenhang ein Stichwort, das immer häufiger fällt. Damit sind beispielsweise die Möglichkeiten gemeint, der Arbeit von jedem Ort zu jeder Zeit nachgehen zu können, sodass Beruf und Privatleben ideal miteinander vereinbar sind. Gleichzeitig lassen sich so auch die Maßnahmen zum Social Distancing einhalten. Unter…
Serviceroboter können dazu beitragen, dass Gebäude und Verkehrsmittel regelmäßig und mit gleichbleibend hoher Qualität gereinigt und desinfiziert werden. Seit Oktober 2020 arbeiten zwölf Einrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft an der Entwicklung neuer Technologien für dieses Einsatzfeld. Geleitet vom Fraunhofer IPA bündeln die Partner im Forschungsprojekt »Mobile Desinfektion« (MobDi) ihre Kompetenzen, um zu einem sicheren »New Normal« in Pandemiezeiten beizutragen. Das Projekt ist Teil des Aktionsprogramms »Fraunhofer vs. Corona«. Ein Schlüssel im Kampf gegen COVID-19 besteht darin, die Ansteckungsgefahr zu minimieren. Dieser Herausforderung…
Software und Hardware für vernetzte eingebettete Systeme müssen höchste Anforderungen an Sicherheit, Echtzeitfähigkeit, Energie- und Ressourceneffizienz erfüllen. In dem am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Projekt XANDAR erarbeiten acht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft eine komplette Werkzeugkette (Toolchain) zur Softwareentwicklung und Hardware-Software-Integration für komplexe Anwendungen auf zukünftigen Prozessorplattformen, beispielsweise in autonomen Fahrzeugen und für zukünftige Urban-Air-Mobility-Konzepte. Die Europäische Kommission fördert das Projekt mit insgesamt rund fünf Millionen Euro. Die meisten Computer arbeiten im Verborgenen – als eingebettete Systeme in…
Passgenaue Wirkstoffe gegen Epilepsie oder Herzkreislauferkrankungen Damit ein Medikament an den richtigen Stellen im Körper wirksam wird, wollen Wissenschaftler möglichst genau vorhersagen können, wie die Moleküle des Wirkstoffs mit den menschlichen Zellen interagieren. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt ist es Wissenschaftlerinnen des Sonderforschungsbereichs 1423 an der Universität Leipzig und der chinesischen Akademie für Wissenschaften in Shanghai gelungen, eine solche Struktur aufzuklären, und zwar die des Neuropeptid-Y-Rezeptors Y2 mit einem seiner Liganden. Damit liegt erstmalig ein molekularer Bauplan für diesen Rezeptor vor,…
TH Nürnberg erschließt modernste Kraftwerkstechnologien für dezentrale Anlagen In der Industrie geht immer noch viel Primärenergie verloren, unter anderem in Form von Abwärme. Um die eingesetzten Energiesysteme klimaneutral zu gestalten, forscht ein interdisziplinäres Team unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Frank Opferkuch von der TH Nürnberg an der kompakten Verstromung von Abwärme. Das Ziel ist es, ungenutzte Abwärme in CO2-freien Strom umzuwandeln. Die Energiewende von fossilen Energieträgern und Kernenergie hin zu erneuerbaren Energien ist ein notwendiger Schritt im Kampf gegen…
Freiburger Forschende zeigen, wie das Membranprotein CD20 antikörperproduzierende Zellen des Immunsystems im Zaum hält Das gegen das Membranprotein CD20 gerichtete Krebsmedikament Rituximab war der erste zugelassene therapeutische Antikörper gegen B-Tumorzellen. Immunologinnen und Immunlogen der Universität Freiburg lösen nun ein Rätsel um seine Wirkweise: Ein Team um Prof. Dr. Michael Reth der Universität Freiburg untersuchte mittels Zellkultur und an gesunden Zellen sowie an Zellen von erkrankten Personen, wie CD20 die Nanostrukturen der Zellmembran der so genannten B-Zellen des Immunsystems ordnet. Fehlt…
Auch ohne Resistenz können Bakterien eine Antibiotikabehandlung überstehen: Sie verlangsamen ihren Stoffwechsel und überleben so den Angriff “im Schlaf”. Ein vom Schweizerischen Nationalfonds gefördertes Forschungsteam fand heraus, was sich in den Bakterien verändert, wenn sie sich in den Zustand der Persistenz versetzen. Resistente Bakterien entziehen sich der Wirkung von Antibiotika, indem sie unempfindlich werden, zum Beispiel, indem sie Antibiotika abbauen. Es gibt aber noch eine andere Überlebensstrategie für Bakterien: Sie versetzen sich in einen schlafähnlichen Zustand, um eine Behandlung mit…
Bislang unbekannter genetischer Mechanismus verursacht angeborene Fehlbildungen. Ein internationales Forschungsteam hat eine seltene genetische Erkrankung entdeckt, die sich in schweren Fehlbildungen der Gliedmaßen äußert. Wie die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature beschreiben, liegt der Krankheit ein epigenetischer Mechanismus zugrunde, an dem Teile des Genoms mit bis dato unbekannter Funktion beteiligt sind. Der Prozess könnte auch die Ursache von anderen angeborenen Krankheiten sein. Nachdem vor 20 Jahren das erste menschliche Genom sequenziert wurde, gab es zunächst eine große Überraschung. Man konnte…
Rückmeldung
