Deutsch-französisches Projekt will mit Licht winzige Magnete manipulieren. Die Spintronik gilt als zukunftsträchtiges Feld in der Physik. Sie verspricht schnellere Elektronikbauteile, empfindlichere Sensoren oder neue Ansätze für den Quantencomputer. Allerdings sind noch grundlegende Fragen offen. Antworten darauf suchen ab April das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und das Interdisziplinäre Zentrum für Nanowissenschaften Marseille (CINaM) im gemeinsamen Forschungsprojekt Nano-PLASMAG. Im Fokus stehen nanometerkleine, regelmäßig geformte Würfel aus purem Gold. Sie sollen als eine Art Dolmetscher dienen und Licht möglichst effektiv an Nanomagnete koppeln,…

Die an der TU Graz entwickelte laserbasierte Technologie ermöglicht die kontinuierliche Echtzeitanalyse von Luftschadstoffen sowie deren Interaktion mit anderen Gasen und Sonnenlicht. Sonnenlicht hat einen großen Einfluss auf chemische Prozesse, vor allem seine energiereiche UV-Strahlung wird von allen Materialien stark absorbiert und löst photochemische Reaktionen der in der Luft vorhandenen Stoffe aus. Ein bekanntes Beispiel ist die Bildung von bodennahem Ozon, wenn UV-Licht auf Stickoxide trifft. Das Team um Birgitta Schultze-Bernhardt (2.v.r.) am weltweit ersten Breitband-UV-Dualkamm-Spektrometer. Helmut Lunghammer – NAWI…

Ein verbessertes Ladeprotokoll könnte die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien deutlich verlängern. Das Laden mit hochfrequentem gepulstem Strom verringert Alterungseffekte. Dies zeigte ein internationales Team unter der Leitung von Philipp Adelhelm (HZB und Humboldt-Universität) in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin und der Aalborg University in Dänemark. Besonders aufschlussreich waren Experimente an der Röntgenquelle BESSY II. Lithium-Ionen-Batterien sind leistungsstark und werden überall eingesetzt, von Elektrofahrzeugen bis zu elektronischen Geräten. Allerdings nimmt ihre Kapazität im Laufe von Hunderten von Ladezyklen allmählich ab. Die…

Forschende kombinieren mobilen 3D-Handscanner goSCOUT3D mit Roboterhund. Mit ihrem Handscanner goSCOUT3D haben Forschende des Fraunhofer IOF einen mobilen Sensor entwickelt, der die hochauflösende 3D-Vermessung komplexer Objekte ermöglicht. Um diesen Prozess noch weiter zu automatisieren, haben die Forschenden den Scanner nun erfolgreich mit einem Roboterhund der Marke Boston Dynamics gekoppelt. Auf diese Weise sollen Messungen z. B. in der Qualitätssicherung künftig noch effizienter sowie Mitarbeitende entlastet werden. Die Einheit aus Sensorkopf und Roboter wird nun erstmals auf der CONTROL in Stuttgart…

… auf einem Halbleitermaterial enthüllen ‘überraschende’ verborgene Aktivität. Neue Forschungen legen nahe, dass Materialien, die in der Computerchip-Entwicklung häufig übersehen werden, tatsächlich eine wichtige Rolle in der Informationsverarbeitung spielen; eine Entdeckung, die zu schnelleren und effizienteren Elektronikgeräten führen könnte. Das internationale Team beobachtete überraschende Aktivitäten in einem Halbleitermaterial unter Verwendung fortschrittlicher Bildgebungstechniken. Die Ergebnisse könnten laut dem Team der Pennsylvania State University (USA) und dem Paul Drude Institut für Festkörperelektronik (Berlin, Deutschland) zu schnelleren und energieeffizienteren elektronischen Geräten führen. Schematische…

Tests bestätigen Qualität von gereinigtem Graphit aus alten Lithium-Ionen-Akkus. Lithium-Ionen-Batterien sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Entsprechend hoch ist die Zahl der Altbatterien. In ihnen stecken wichtige Rohstoffe wie Graphit. Dieses Mineral so zu recyceln, dass es mit gleicher Leistung wieder für neue Batterien genutzt werden kann, ist ein wichtiges Ziel. Forschende des Helmholtz-Instituts Ulm und des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) haben nun nachgewiesen, dass eine Graphit-Aufbereitungstechnologie den gewünschten Erfolg hat. Das gereinigte Graphit…

Defekte im atomaren Maßstab ermöglichen langfristige Datenspeicherung. Dank Internet, sozialer Medien und des Cloud-Computing steigt die Menge der täglich weltweit erzeugten Daten sprunghaft an. Das erfordert neue Technologien, die eine höhere Speicherdichte in Verbindung mit einer sicheren Langzeitarchivierung gestatten, die weit über die Möglichkeiten herkömmlicher Datenspeicher hinausgeht. Ein Forschungsteam unter Leitung des HZDR schlägt nun ein neues Konzept der Langzeit-Datenspeicherung vor, das auf atomaren Defekten in Siliziumkarbid beruht. Diese Defekte werden durch einen fokussierten Ionenstrahl erzeugt, der präzise Details, eine…

Ultraleicht, wärmeisolierend und biologisch abbaubar: Aerogel aus Cellulose ist vielseitig einsetzbar. Empa-Forschenden ist es gelungen, das Naturmaterial mittels 3D-Druck in komplexe Formen zu bringen, die einst als Präzisionsisolation in Mikroelektronik oder als personalisierte medizinische Implantate dienen könnten. Biologisch abbaubare Materialien, Tinten für den 3D-Druck und Aerogele haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Alle drei sind aber zukunftsträchtig: «Grüne» Materialien belasten die Umwelt nicht, mit dem 3D-Drucker lassen sich ohne Materialverschwendung komplexe Strukturen herstellen, und die ultraleichten Aerogele sind…

Die Wechselwirkungen zwischen Phosporsäure und dem Platin-Katalysator in Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen sind komplexer als bisher angenommen. Röntgen-Experimente an BESSY II in einem mittleren Energiebereich (tender x-rays) haben die vielfältigen Oxidationsprozesse an der Platin-Elektrolyt-Grenzfläche entschlüsselt. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die Feuchtigkeit in der Brennstoffzelle diese Prozesse beeinflusst, so dass sich hier Möglichkeiten bieten, um Lebensdauer und Wirkungsgrad von Brennstoffzellen zu erhöhen. Wasserstoff-Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie von Wasserstoff (H2) in elektrische Energie um. Als mikro-stationäre Stromquellen eignen sich vor allem die Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen…

TU Braunschweig forscht an nachhaltiger Lösung ohne fossiles Bitumen. Asphalt ist weltweit der wichtigste Baustoff für Straßen. In Deutschland bestehen etwa 95 Prozent aller Fahrbahndecken aus diesem Material – einem Gemisch aus Gesteinskörnungen und dem schwarzen Erdölderivat Bitumen. Wissenschaftler*innen von TU Braunschweig, TU Wien und der Ostschweizer Fachhochschule wollen in einem Forschungsprojekt einen Bioasphalt entwickeln. Bei diesem ersetzen nachhaltige biologische Bindemittel das herkömmliche fossile Bitumen. Damit könnte der Kohlendioxid-Ausstoß bei der Herstellung des Asphalts deutlich reduziert und der Straßenbau insgesamt…

Smarte Textilien machen Berührungen spürbar. Smarte Textilien sollen ermöglichen, auch vom Körpergefühl her in die virtuelle Realität einzutauchen und Berührungen am eigenen Leib zu spüren. Eine hauchdünne Folie, die Berührungsempfindungen übertragen kann, macht dabei Stoffe zur zweiten, virtuellen Haut. Schwer kranken Kindern in Isolierstationen soll sie die Körpernähe ihrer Eltern bei computersimulierten Besuchen spürbar machen: Sie soll ihr Streicheln fühlbar übertragen. Das Team der Professoren Stefan Seelecke und Paul Motzki von der Universität des Saarlandes stellt die Technologie hinter den…

„Carbon LabFactory Sachsen soll ein Leuchtturm für nachhaltige Carbonfaser-Herstellung in Europa werden“. Freistaat Sachsen stellt mehr als 60 Millionen Euro für die Anlagen und die Gebäudeinfrastruktur der „Carbon LabFactory“ als Außenstelle der TU Chemnitz in Boxberg/Oberlausitz bereit – Planungsarbeiten sind angelaufen. Die heutige Welt steht vor der drängenden Herausforderung, den Klimawandel zu bekämpfen und die Umweltbelastung zu reduzieren. Vor diesem Hintergrund spielt der Leichtbau eine wichtige Rolle, denn durch die Massereduktion bei Flugzeugen, PKW, LKW, Zügen sowie bei anderen mobilen…

Evolution des Synthesekautschuks: biobasierte Rohstoffe und neue Kautschuktypen. Synthetischer Kautschuk ist heute unverzichtbar, insbesondere für PKW-Reifen und technische Gummiwaren. Die Rohstoffe für seine Herstellung werden bislang weitgehend aus fossilen Quellen gewonnen. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP erschließen nun vier Fraunhofer-Institute alternative, biobasierte Rohstoffquellen für Synthesekautschuk, die völlig neue Kautschuktypen für Autoreifen ermöglichen werden. Das dreijährige Projekt wird durch Fraunhofer mit 3,25 Millionen Euro finanziert und startet im April 2024. Jährlich werden knapp 15 Millionen Tonnen Synthesekautschuk produziert…

Um den Bau von mehr Windkraftanlagen in der Schweiz zu ermöglichen, optimieren Forschende Modelle mit senkrechten Rotoren. Sie sind kompakter und leiser als klassische Windräder. Die niedrigere Stromproduktion von Solaranlagen und Stauseen im Winter ist eine der grossen Herausforderungen für die Energiewende in der Schweiz. Windkraftanlagen, deren Wirkungsgrad sich in der kalten Jahreszeit verdoppelt, könnten deswegen beim Umstieg auf erneuerbare Energien eine entscheidende Rolle spielen. Da sie allerdings viel Platz benötigen und laut sind, ist es schwierig, neue Standorte für…

– zukunftsträchtige Klimatechnologie Elastokalorik. Gerade mal eine kleine Flasche hat Platz im ersten Kühlschrank der Welt, der mit künstlichen Muskeln aus Nickel-Titan kühlt. Aber der Mini-Prototyp, den das Team der Professoren Stefan Seelecke und Paul Motzki vom 22. bis 26. April auf der Hannover Messe vorstellt, hat es in sich: Er zeigt, dass die Elastokalorik praxistauglich wird. Diese klimaschonende Kühl- und Heiztechnologie ist weit energieeffizienter und nachhaltiger als die heutigen Verfahren. Das Forschungsteam entwickelt die neue Klimatechnik in mehreren Forschungsprojekten…

… durch kleine modulare Spektrometerplattform. Kompakte und ultrakompakte Nahinfrarot-Spektralanalysesysteme zur Bewertung organischer Substanzen sind für verschiedene Branchen wie die Lebensmittel-, Textil- oder Pharmaindustrie von entscheidender Bedeutung. Eine zerstörungsfreie Analyse vor Ort schafft Sicherheit in der Qualitätsüberwachung und spart Zeit. Die am Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickelte nicht-resonante Scanning Mirror Micro Spectrometer (SMMS)-Plattform bietet eine kompakte und kostengünstige Alternative zu teuren auf Zeilensensoren basierenden Tischgeräten und ermöglicht darüber hinaus eine individuelle Spektrometerkonfiguration. Auswahl möglicher Messproben der SMMS-Plattform des Fraunhofer…