Fraunhofer-Leitprojekt eHarsh… Bislang fehlt es der Industrie an robusten Sensoren, die extrem hohe Temperaturen und Drücke aushalten. Im Leitprojekt »eHarsh« haben acht Fraunhofer-Institute jetzt eine Technologieplattform für den Bau solcher Sensorsysteme entwickelt. Diese können sogar das Innere von Turbinen und tiefen Bohrlöchern für die Geothermie überwachen. Sie nehmen störende Vibrationen wahr, warnen, wenn eine Maschine heiß läuft, und können schadhafte Bauteile auf einem Fließband erkennen. Sensoren spielen heute in der Produktion eine Schlüsselrolle. Ganze Fertigungslinien werden mithilfe der zuverlässigen Fühler…

Revolutionäre neue elektronische Bauelemente können je nach Bedarf ganz unterschiedliche Aufgaben erfüllen: Eine Technik wie geschaffen für künstliche Intelligenz. Normalerweise bestehen Computerchips aus elektronischen Bauelementen, die immer dasselbe tun. In Zukunft wird allerdings mehr Flexibilität möglich sein: Neuartige adaptive Transistoren können sich blitzschnell umschalten lassen, sodass sie ganz nach Bedarf unterschiedliche logische Aufgaben übernehmen. Das ändert die Möglichkeiten des Chip-Designs ganz grundlegend und eröffnet völlig neue Chancen im Bereich von künstlicher Intelligenz, neuronalen Netzen oder sogar Logik, die mit mehr…

Die Laser in heutigen Laserdruckern für Papierausdrucke sind winzig klein. Bei 3-D-Laserdruckern, die dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen drucken, sind dagegen bisher große und kostspielige Lasersysteme notwendig. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an der Universität Heidelberg nutzen nun stattdessen ein anderes Verfahren. Die Zwei-Stufen-Absorption funktioniert mit winzig kleinen blauen Laserdioden, die kostengünstig sind. Dadurch ist es möglich, mit weitaus kleineren Druckern zu arbeiten. Über ihre Arbeit berichten die Forschenden in der Zeitschrift Nature Photonics. (DOI: 10.1038/s41566-021-00906-8) Die Laser…

Forschende der TU Wien untersuchen neue Materialien, mit denen sich die Betriebstemperatur von Brennstoffzellen herabsetzen lässt. Dazu wenden sie eine innovative Methode an. Festoxidbrennstoffzellen bestehen aus drei wichtigen Teilen: einer Anode, einer Kathode und einem Elektrolyten. Während Sauerstoff an der Kathode in die Festoxidbrennstoffzelle eingebaut wird, wird dieser im Elektrolyt zur Anode transportiert, wo der Sauerstoff mit Wasserstoff zu Wasser reagiert. Die Brennstoffzelle wandelt die dabei freiwerdende Energie in elektrischen Strom um. Daher werden Brennstoffzellen zunehmend zur Stromerzeugung genutzt und…

ETH-​Forschende haben einen neuen Photokatalysator aus einem Aerogel entwickelt, der eine effizientere Wasserstoffherstellung ermöglichen könnte. Möglich wird dies durch eine raffinierte Vorbehandlung des Materials. Aerogele sind aussergewöhnliche Materialien, die es mit über einem Dutzend Einträgen ins Guinnessbuch der Rekorde geschafft haben, unter anderem als leichteste Feststoffe der Welt. Seit längerem arbeitet auch der ETH-​Professor Markus Niederberger vom Labor für Multifunktionsmaterialien mit diesen besonderen Stoffen. Die Spezialität seines Labors sind Aerogele aus kristallinen Halbleiter-​Nanopartikeln. «Wir sind die einzige Gruppe weltweit, die…

Forschungsergebnisse über einkristallines Silizium als Batteriebestandteil. In der Mikroelektronik weiß man: je kleiner, effizienter und mobiler Mikrochips sind, umso vielfältiger sind die Anwendungen. Professor Michael Sternad von der Technischen Hochschule Deggendorf (THD) hat eine Möglichkeit gefunden, Mikrochips mit einer integrierten Batterie zu produzieren. Die Minibatterie ist leistungsstark und einfachst herstellbar. Das ist in dieser Dimension weltweit noch niemandem gelungen. Der Vorteil: Mikrochips mit Batterie können autark und vielfältig eingesetzt werden. Die Ergebnisse seiner wissenschaftlichen Arbeit hat Michael Sternad jetzt veröffentlicht…

Kompetenzcluster für Festkörperbatterien „FestBatt“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung geht in die zweite Förderphase – Koordination durch Prof. Dr. Jürgen Janek vom Gießener Zentrum für Materialforschung – Rund 23 Millionen Euro Förderung. Mehr Sicherheit, größere Speicherkapazitäten, kürzere Ladezeiten – die Weiterentwicklung von Batterien für verschiedenste Anwendungsfelder ist mit großen Erwartungen verbunden. Das Konzept der Festkörperbatterie gilt als mögliche Weiterentwicklung der heute gängigen Lithiumionenbatterien mit flüssigen Elektrolyten. Festkörperbatterien kommen ohne solche brennbaren Bestandteile aus und versprechen höhere Energiedichten sowie kürzere…

Forscher der Universität Bayreuth haben gemeinsam mit Partnern in China und den USA erstmals ein Kohlenstoffmaterial hergestellt, das nicht die streng geordneten Strukturen eines Kristalls aufweist, aber auch nicht amorph ist. Es handelt sich um parakristallinen Diamant mit einzigartigen optischen, mechanischen und thermophysikalischen Eigenschaften. Das Material bietet wichtige Anhaltspunkte für das Verständnis nichtkristalliner Materialien sowie für die gezielte Synthese weiterer neuer Kohlenstoffmaterialien. In “Nature” stellt das internationale Team seine Entdeckung vor. Diamant ist ein außerordentlich hartes Material, das auf natürlichem…

Neuer Sonderforschungsbereich an der TU Dresden entwickelt digitalen Zwilling. Im DFG-Sonderforschungsbereich „Digitaler Zwilling Straße – Physikalisch-informatorische Abbildung des Systems Straße der Zukunft“ entwickeln und erforschen Wissenschaftler:innen der TU Dresden und der RWTH Aachen ein räumlich wie zeitlich mehrdimensionales virtuelles Abbild aus Fahrzeug, Reifen und Fahrbahn (Beton und Asphalt) unter Berücksichtigung der Straßenbefestigungen. Die Mobilität von Menschen und Gütern ist eine zentrale Grundlage unserer modernen Gesellschaft mit zunehmend globalen und vielfältig vernetzten Prozessen. Sie ermöglicht eine leistungsfähige Wirtschaft und stellt ein…

Rittal RiPanel: neuer Schaltschrank-Konfigurator Komplexe Produkte wie Schaltschranksysteme einfach in 3D planen, individuell konfigurieren und dank direkter Preisauskunft schnell bestellen: Für Anlagenplaner ist das jetzt noch einfacher möglich. Mit dem neuen Schaltschrank-Konfigurator RiPanel von Rittal lassen sich individuelle Schaltschränke inklusive Zubehör konfigurieren und online bestellen. In der neuen Version sorgt zudem eine Live-Preisauskunft für Transparenz. Nur ein einfaches Auswahl-Tool für Serienschaltschränke mit alleinigem Fokus auf die Preisauskunft zu entwickeln, war den Software-Spezialisten von Rittal zu wenig. Die Anforderungen im Steuerungs-…

Fraunhofer LBF initiiert neues Projekt… Die Abrasivität von hochgefüllten Kunststoff-Compounds während der Schmelzeverarbeitung ist in Fachkreisen ein viel diskutiertes Thema. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF werden in ihrem neuen Verbundprojekt die Zusammenhänge zwischen Anteil und Morphologie der Füllstoffpartikel, dem Gehalt an Haftvermittlern und Rheoadditiven eingehender erforschen, um die letztlich vorliegende Abrasivität des Compounds besser verstehen zu können. Die Erkenntnisse sollen die Material- und Produktentwicklung entlang der Wertschöpfungskette von Kunststoff-Compounds optimieren. Hochgefüllte Compounds: Vielfältig, kostengünstig…

EXIST-Forschungstransfer der TU Freiberg sorgt für glatte Metalloberflächen. Optimierte Polierergebnisse an präzisen oder komplexen Metallbauteilen durch selektives Plasmapolieren mit einem robotergeführten Elektrolytstrahl – und zwar in einem Bruchteil der regulären Zeit. Dies verspricht der neubegründete EXIST Forschungstransfer JETPEP an der TU Bergakademie Freiberg. „Mit JETPEP erzeugen wir selbst auf rauen und verunreinigten Bauteilen innerhalb kürzester Zeit spiegelglatte und hochglänzende Oberflächen – und zwar ganz gezielt dort, wo es der Anwendungsfall wirklich erfordert.“, erklärt Vincent Stepputat. Der studierte Fahrzeugbauer und Alumnus…

An der Universität Stuttgart wurde eine Prüfanlage zur Optimierung von Betonfahrbahnen eingeweiht. 70 Prozent des Personen- und Güterverkehrs laufen heute über die Straße. Besonders geeignet für die damit einhergehende hohe Beanspruchung sind Fahrbahndecken aus Beton, die robust und nachhaltig sind und am Ende der Lebensdauer hochwertig recycelt werden können. Wünschenswert wären jedoch noch längere Erneuerungszyklen, da dies Ressourcen schonen sowie die Zahl der Baustellen und Unfälle verringern würde. Wie die Lebensdauer von Betonfahrbahnen auf dem Wege der Digitalisierung weiter verbessert…

Forschungsprojekt PHYSICS FOR FOOD testet innovative physikalische Verfahren zur Wasseraufbereitung beim Praxispartner Cosun Beet Company (CBC) Anklam. Nur rund drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist trinkbares Süßwasser. Die in den letzten Jahren verstärkt auftretenden Extremwetterereignisse wie Hitze und Dürren machen auch hierzulande klar, wie wertvoll diese Ressource ist. Gleichzeitig werden große Mengen an Wasser benötigt, um Lebensmittel herzustellen. Innovative physikalische Verfahren könnten durch Wasseraufbereitung und Wasserrückführung helfen, den Frischwasserbedarf in der Lebensmittelverarbeitung zu senken. Durch die Beseitigung von Partikeln…

Weltrekord wieder beim HZB… Drei HZB-Teams unter der Leitung von Prof. Christiane Becker, Prof. Bernd Stannowski und Prof. Steve Albrecht haben es gemeinsam geschafft, den Wirkungsgrad von komplett in-house hergestellten Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen auf den neuen Rekordwert von 29,80 % zu steigern. Der Wert ist nun offiziell zertifiziert und in den NREL-Charts verzeichnet. Damit rückt die 30-Prozent-Marke in greifbare Nähe. Heutige Solarmodule werden hauptsächlich aus Silizium hergestellt, Möglichkeiten für weitere Steigerungen des Wirkungsgrads sind bereits weitgehend ausgereizt. Doch seit 2008 ist die…

Internationale Forschungskooperation zwischen Minnesota, Leipzig und Kiel findet Weg zu einem verformbaren Keramikmaterial. Von der Kaffeetasse bis zur Badezimmerfliese gilt: Keramik ist zerbrechlich und das Material zerspringt beim Versuch, es zu verformen. Am anderen Ende des Materialspektrums stehen einige der am stärksten verformbaren Werkstoffe, die auch großen Spannungen aushalten, sogenannte Formgedächtnislegierungen. Diese Metalle werden dank ihrer enormen Verformbarkeit zum Beispiel als medizinische Stents eingesetzt. Wie sich verformbare Formgedächtnismaterialien auch aus Keramik herstellen lassen könnten, beschreibt das Forschungsteam um Professor Eckhard…