Eine außergewöhnliche Form des Wärmetransports in Metallen Auf Nanoskalen kann beim Aufheizen einer Platinschicht Wärme mithilfe heißer Elektronen durch eine Kupferschicht an eine Nickelschicht weitergegeben werden, ohne den dazwischenliegenden Kupferfilm signifikant zu erwärmen. Diese außergewöhnliche Form des Wärmetransports wurde von einer Forschungsgruppe um Jan-Etienne Pudell und Matias Bargheer vom Institut für Physik und Astronomie der Universität Potsdam, dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH und der Université de Lorraine entdeckt. Die Forschungsergebnisse erschienen kürzlich im wissenschaftlichen Journal „Advanced Functional…
Unter Einsatz von Künstlicher Intelligenz haben Forscherinnen und Forscher ein neuartiges computergestütztes Verfahren der Bildverarbeitung für die Pflanzenwissenschaften entwickelt. In bisher nicht gekannter Präzision ermöglicht es die detailgetreue 3D-Darstellung aller Zellen in verschiedensten pflanzlichen Organen. Pflanzenorgane wie die Wurzel, die Sprossachse, die Blätter und die Blüten haben mannigfaltige Aufgaben. Sie sorgen dafür, dass die Pflanze sich entwickeln kann und wächst und dass sie durch Bildung von Samen den Fortbestand ihrer Art sichern kann. Doch wie formen Pflanzen ihre Organe? Wie…
Für moderne Fahrassistenzsysteme ist die Verwendung der Radartechnologie ein unverzichtbarer Technologiebestandteil. Durch den Einbau einer stetig wachsenden Zahl von Sensoren in Kombination mit der begrenzten Verfügbarkeit exponierter Messstellen ist kaum noch Bauraum für die Installation von Sensoren verfügbar. Gemeinsam mit Partnern entwickelte das Fraunhofer-Institut FEP in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten Projekt „RadarGlass“ (FKZ: 03VP03202 FEP) Radarsensoren, die in die Frontscheinwerfer eines Autos integriert werden können. Sicherheits- und Assistenzsysteme gewinnen in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung….
Die Pflanzensaft saugende Weiße Fliege Bemisia tabaci kann den Verteidigungsmechanismus von Kreuzblütengewächsen bei Befall aktivieren. Die Weiße Fliege ist allerdings in der Lage, einen Großteil der Abwehrstoffe mithilfe von überschüssigem Zucker, den sie ohnehin verstoffwechseln muss, unschädlich zu machen. Das Insekt nutzt für die Entgiftung der Pflanzenabwehrstoffe einen völlig neuen, bislang noch nicht beschriebenen Entgiftungsmechanismus, der den Erfolg des Schädlings erklären könnte. Weltweit gefürchteter Ernteschädling an Hunderten von Pflanzenarten Weiße Fliegen sind Mottenschildläuse, eine Familie der Pflanzenläuse, die sich vom…
Orientierungshilfe im Kopf: Wüstenheuschrecken tragen einen Kompass im Gehirn, der den gesamten Himmel in voller Rundumsicht repräsentiert. Die neuen Erkenntnisse ergeben sich aus Messungen der elektrischen Aktivität von Nervenzellen, über die Biologen der Universitäten Marburg und Würzburg im Wissenschaftsmagazin PNAS berichten. Die Heuschrecken der Art Schistocerca gregaria leben in der afrikanischen Wüste und zählen zu den Wanderheuschrecken. Von Zeit zu Zeit legen sie weite Strecken zurück. Das Ziel ihrer Wanderung ist genetisch festgelegt, aber wie sich die Tiere orientieren, gibt…
Karlsruher Kompetenzzentrum für KI-Engineering hilft Unternehmen praxisnah. Technologien der Künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML) kommen in Smartphones, Suchmaschinen oder Navigationsgeräten zum Einsatz und erleichtern Anwendern auf Basis großer Datenmengen den Alltag. Auch im Ingenieurwesen gehen mit KI- und ML-Methoden große Wertschöpfungspotenziale einher – man denke an smarte Fabriken oder autonome Fahrzeuge. Allerdings fehlt es bislang an Verfahren und Entwicklungswerkzeugen, die einen sicheren und methodischen Einsatz ermöglichen, die das Verhalten der Systeme planbar und ihre Entscheidungen nachvollziehbar machen….
Vor einiger Zeit entwickelten ETH-Forscher eine Filtermembran aus Molkeproteinen und Aktivkohle. Nun zeigen sie in einer neuen Studie, dass diese Membran auch sehr effizient radioaktive Elemente aus verseuchtem Wasser filtert. Der GAU von Fukushima ist im kollektiven Gedächtnis haften geblieben. Bei dieser Katastrophe traten grosse Mengen radioaktiv verseuchten Wassers aus, das die AKW-Betreiber reinigen mussten. Sie nutzten dazu unter anderem die Methode der Umkehrosmose. Allerdings ist diese Methode wenig effektiv. Zwar lässt sich damit bis zu 70 Prozent des radioaktiv…
Paderborner Chemiker erforscht grünen Wasserstoff für nachhaltige Mobilität Airbus will bis 2035 emissionsfrei fliegen, Mercedes-Benz stellt den Brennstoffzellen-LKW vor, die Bundesregierung legt den Grundstein für eine globale Wasserstoffwirtschaft – Pläne von heute, damit die Welt von morgen grüner wird. Und die Zeit drängt: Deutschland soll bei Wasserstofftechnologien die Nummer eins werden. Das hat Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier im Sommer verkündet. Wissenschaft und Forschung arbeiten auf Hochtouren. Elementarer Bestandteil der Energiewende ist sogenannter grüner Wasserstoff, der auf Basis von Ökostrom produziert wird….
Wie kann die Stahlindustrie dazu beitragen, den CO2-Ausstoß zu verringern? Genauer gefragt: Wie lassen sich die CO2-Emissionen bei der Produktion von Rohstahl um bis zu 95 Prozent möglichst effizient reduzieren? Antworten dazu liefert das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt MACOR der Fraunhofer-Institute IKTS, ISI und UMSICHT sowie der Salzgitter AG. Das Fraunhofer IKTS in Dresden brachte hierbei seine Expertise zur Prozesssimulation und der Hochtemperaturelektrolyse ein und koordinierte das Vorhaben. Bis 2050 will die Salzgitter AG im…
Nach einer Infektion merkt sich das Immunsystem den Krankheitserreger und kann deshalb bei einer erneuten Infektion schnell reagieren. Wissenschaftler der Universität Würzburg haben jetzt neue Details dieses Vorgangs entschlüsselt. Wenn Krankheitserreger in den menschlichen Körper eindringen, setzt dies in der Regel eine Kaskade von Reaktionen in Gang. Unter anderem werden in den Lymphknoten spezifische Zellen des Immunsystems, sogenannte T-Zellen aktiviert, die sich anschließend teilen und vermehren. Gleichzeitig entwickeln diese Zellen bestimmte Funktionen, die sie dazu in die Lage versetzen, andere…
Wie fragen Zellen in unserem Körper nach dem Weg? Selbst ohne eine Karte, die ihnen den Weg weist, wissen sie, wohin sie gehen müssen, um Wunden zu heilen und unseren Körper zu erneuern. Edouard Hannezo und seine Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) haben soeben gemeinsam mit Tsuyoshi Hirashima und seiner Gruppe an der Universität Kyoto ein neues Paper in Nature Physics veröffentlicht, das zeigt, wie mechanische und chemische Wellen die Bewegung von Zellen koordinieren. Viele…
Astronomen finden eine bisher unbekannte Population von Sternen nahe dem Zentrum der Milchstraße Das Zentrum unserer Heimatgalaxie gehört zu den sternreichsten Gebieten des bekannten Universums. Innerhalb dieser Region haben nun Wissenschaftler eine bislang unbekannte, alte Sternpopulation mit überraschenden Eigenschaften entdeckt. Ein internationales Team von Astronomen mit maßgeblicher Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie hat als Ursprung dieser Sterne einen Kugelsternhaufen innerhalb unserer Galaxie identifiziert, der vor langer Zeit in das Zentrum der Galaxie gelangte. In klaren und dunklen Nächten ist es…
Mitochondrien sind die Kraftwerke unserer Zellen, sie erzeugen Energie, die das Leben unterstützt. Eine riesige molekulare Protonenpumpe, genannt Komplex I, ist dabei entscheidend: Sie setzt eine Kette von Reaktionen in Gang und erzeugt einen Protonengradienten, der die Erzeugung von ATP antreibt, dem Brennstoff der Zelle. Trotz der zentralen Rolle von Komplex I ist der Mechanismus, mit dem Komplex I Protonen über die Membran transportiert, bisher unbekannt. Nun haben Leonid Sazanov und seine Gruppe am IST Austria das Rätsel gelöst, wie…
Wir Menschen brauchen Sauerstoff zum Atmen – für viele Mikroben ist er dagegen ein tödliches Gift. Darum haben Mikroorganismen Wege entwickelt, Sauerstoffmoleküle unschädlich zu machen. Forschenden aus Bremen, Marburg und Grenoble ist es nun gelungen, einen solchen Mechanismus zu entschlüsseln. Sie zeigen, wie Methanbakterien den für sie so gefährlichen Sauerstoff in harmloses Wasser verwandeln, ohne dabei Schaden zu nehmen. Diese Erkenntnisse sind relevant für zukünftige bio-inspirierte Prozesse in der Industrie. Methan ist ein starkes Treibhausgas, das eine zentrale Rolle im…
Erstmals haben Forschende am Zentrum für Protonentherapie des Paul Scherer Instituts PSI in der Schweiz eine ultraschnelle, hoch dosierte Bestrahlung mit Protonen getestet. Dieses neue, experimentelle FLASH-Verfahren könnte die Strahlentherapie von Krebs revolutionieren und Patienten viele Wochen der Behandlung ersparen. Blitze beeindrucken in der Natur durch ein kurzes, starkes Leuchten und eine hohe Energieentladung. FLASH – der englische Begriff für Blitz – steht auch in der Strahlenmedizin für eine ultrakurze und hoch dosierte, einmalige Bestrahlung und könnte künftig den Patienten…
Jedes Netzwerk hat seinen Platz im Gehirn. Bislang war jedoch unklar, warum ein Netzwerk sich dort befindet, wo es sich befindet. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) und des Forschungszentrums Jülich (FZJ) haben nun zwei Hauptachsen definiert, von “hinten” nach “vorn” und von “oben” nach “unten”. Entlang derer sind die Hirnregionen genetisch organisiert und reichen von grundlegenden Fähigkeiten wie Handlung und Wahrnehmung bis hin zu Regionen, die abstraktes Denken unterstützen. Weiß man mehr über diese Achsen und…
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