Form, Größe und optische Eigenschaften von 3-dimensionalen Nanostrukturen lassen sich nun vorab simulieren, bevor diese hochpräzise auf verschiedensten Oberflächen direkt hergestellt werden können. Messsonden oder optische Pinzetten mit Größen im Nanometerbereich rücken dadurch in greifbare Nähe. Seit etwa 20 Jahren ist es möglich, Oberflächen so mit Nanopartikeln zu versehen, dass sie auf eine gewünschte Weise Licht konzentrieren, manipulieren oder eine Reaktion auslösen. Zu finden sind solche optisch aktiven Nanostrukturen etwa in Solarzellen und biologischen oder chemischen Sensoren. Um deren Einsatzbereich…

Abhängigkeit von Kohle und Gas könnte als erstes auf dem afrikanischen Kontinent überwunden werden – Studie untersucht Voraussetzungen für postfossiles Szenario. Bis ins Jahr 2040 könnten 80 Prozent der benötigten Energie in Afrika von Solar-, Wind- und Wasserkraft kommen – wenn die Leistung der vorhandenen Kraftwerke voll ausgeschöpft und alle derzeit geplanten Anlagen auch gebaut würden. Zu diesem Schluss kommt eine gemeinsame Studie der Universität Tübingen, der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, der Universität Osnabrück und der University of Rwanda, die…

Bei Produktionsprozessen Rohmaterial und Energie einzusparen, lautet die Devise der Zeit. So auch beim Schweißen. Künstliche Intelligenz (KI) kann bei dieser Aufgabe helfen – allerdings braucht man die entsprechenden Daten, um die Systeme anzulernen. Daten, die viele Kunden nicht aus der Hand geben wollen. Föderiertes Lernen kann dieses Dilemma lösen: Für die Firma Lorch hat das Fraunhofer IPA ein entsprechendes KI-Konzept entwickelt. Fachpersonal ist rar. Betriebe müssen daher vielfach auf unerfahrenes Personal zurückgreifen. Bedienfehler werden somit wahrscheinlicher – was den…

… als nachhaltiger Ersatz für Kunststoffverpackungen. Drittmittelgefördertes Forschungsprojekt unter der Leitung der DHBW Karlsruhe erfolgreich abgeschlossen. Wissenschaftler*innen der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) Karlsruhe haben das Forschungsprojekt “3D-ThermoCell” erfolgreich abgeschlossen, das sich auf die Entwicklung eines thermoformbaren Papierwerkstoffs als umweltfreundliche Alternative zu Kunststoffverpackungen konzentrierte. Das interdisziplinäre Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie, der Tecnaro GmbH, der Mack Kunststofftechnik GmbH und der Mainteam Bild – Text – Kommunikation GmbH durchgeführt. Es erstreckte sich über zweieinhalb Jahre und wurde…

Ein internationales Team von Wissenschaftler*innen geben Überblick über neueste Forschung zu Licht-Materie Interaktionen. Ein Team von Wissenschaftler*innen des Fritz-Haber-Instituts, der City University of New York und der Universidad de Oviedo hat einen umfassenden Review-Artikel in der Fachzeitschrift „Nature Review Materials” veröffentlicht. In diesem Artikel geben sie einen Überblick über die neuesten Forschungen zu Polaritonen, winzigen Teilchen, die entstehen, wenn Licht und Material auf spezielle Weise interagieren. In den letzten Jahren haben Forscher*innen weltweit herausgefunden, dass es verschiedene Arten von Polaritonen…

Containerisierter Wasserstofftransport: Analyse von Druckgascontainern mit Fokus auf Skalierbarkeit und Effizienz für eine fortschrittliche und nachhaltige Logistiklösung. Vor dem Hintergrund der Energiewende zeigt sich in der aktuellen Situation mit sukzessiver Abschaltung von Kohle- und Atomkraftwerken und Lieferengpässen beim Erdgas verbunden mit der Gaspreisentwicklung die Notwendigkeit sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht, unabhängiger von fossilen Brennstoffen zu werden. Blauer bzw. grüner Wasserstoff sind eine gute Möglichkeit, diese Unabhängigkeit voranzubringen. Die Unabhängigkeit betrifft Bereiche wie die industrielle Produktion, die Versorgung von…

Materialien auf der Nanoskala bearbeiten, Prototypen für die Mikroelektronik fertigen oder biologische Proben analysieren: Die Bandbreite für den Einsatz von fein fokussierten Ionenstrahlen ist riesig. Einen Überblick über die vielfältigen Möglichkeiten und eine Roadmap für die Zukunft haben Expert*innen aus der EU-Kooperation FIT4NANO nun gemeinsam erarbeitet. Der Beitrag ist in Applied Physics Review publiziert und richtet sich an Studierende, Anwender*innen aus Industrie und Wissenschaft sowie die Forschungspolitik. „Uns war klar, dass man fokussierte Ionenstrahlen sehr vielseitig einsetzen kann, und wir…

Im Rahmen einer gemeinsamen Berufung mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), wo sie weiterhin das Institut für Elektrochemische Energiespeicherung leitet, ist Prof. Dr. Yan Lu jüngst an die Friedrich-Schiller-Universität Jena berufen worden. Hier ist die neue Professorin Hybridmaterialien für elektrochemische Energiespeicher und Wandler zudem Ko-Direktorin des 2023 in Jena von Universität und HZB gegründeten Helmholtz-Instituts für Polymere in Energieanwendungen Jena (HIPOLE Jena). „Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien sind zwar sehr leistungsfähig, aber auch teuer, denn sie benötigen neben Lithium auch Metalle wie Nickel und…

Forschende nutzen lichtreaktive Moleküle, um den Säuregrad einer Flüssigkeit zu beeinflussen und so CO2 abzuscheiden. Damit die lichtreaktiven Moleküle über längere Zeit stabil bleiben, haben die Forschenden eine spezielle Mischung verschiedener Lösungsmittel entwickelt. Herkömmliche Technologien zur CO2-​Abscheidung arbeiten mit Temperatur-​ oder Druckunterschieden und benötigen viel Energie. Dies entfällt beim neuen lichtbasierten Verfahren. Um die Erderwärmung zu bremsen, müssen wir die Treibhausgasemissionen drastisch reduzieren, unter anderem müssen wir auf fossile Energieträger verzichten und energieeffizientere Technologien einsetzen. Die Reduktion der Emissionen allein…

BMBF fördert »FB2-SiSuFest« zur Bewertung neuartigen Speichermaterials. Neuartiges Speichermaterial für die Feststoffbatterie steht im Fokus des Projekts »FB2-SiSuFest – Evaluation von Siliziumanoden in sulfidischen Festkörperbatterien«. Siliziumnitridbasierte Partikel könnten als vielversprechendes Anodenmaterial eine hohe Speicherkapazität mit einem stabilen und sicheren Betrieb ermöglichen. Der Forschungsverbund aus renommierten Partnern erhält eine Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Höhe von 1,7 Mio. Euro im Rahmen der Förderrichtlinie »Clusters Go Industry« als Teil des FestBatt-Clusters. Die Laufzeit des Projekts erstreckt sich von…

Tool weist Klimaschutz-Beitrag des Bauens und Sanierens mit Holz aus. Innovative Kombination von Geo- und Ökobilanzdaten für kommunale Entscheider. Kommunen können über den Bausektor ganz erhebliche Treibhausgas(THG)-Einsparungen erzielen, indem sie Vorgaben für klimafreundliche Baustoffe machen. Das neue Informationssystem Holzbau-KIS, das die Ruhr-Universität Bochum und die Disy Informationssysteme GmbH derzeit entwickeln, unterstützt Kommunen bei entsprechenden Planungen: Es weist das konkrete Klimaschutzpotenzial durch Holzbau für verschiedene Szenarien in den Bereichen Neubau, Sanierung, Nachverdichtung und Aufstockung ausgewählter Kommunen aus. Das Vorläuferprojekt Holzbau-GIS erhielt…

Freie Ladungsträger in Perowskit-Solarzellen sind vermutlich in besonderer Weise vor dem Zerfall geschützt, wie Forschende des Forschungszentrums Jülich mittels neuartiger Photolumineszenz-Messungen herausgefunden haben. Hocheffizient und preiswert in der Herstellung – Perowskit-Solarzellen sorgten in den letzten Jahren immer wieder für Überraschungen. Wissenschaftler:innen des Forschungszentrums Jülich sind nun mithilfe einer neuen Photolumineszenz-Messtechnik auf eine weitere Besonderheit gestoßen. Denn auch der Verlust von Ladungsträgern folgt bei diesem Zelltyp anderen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, als man es von den meisten Halbleitern her kennt. Womöglich ist dies…

…setzt Maßstäbe für High-Performance Elektronik. Der Platz wird eng auf elektronischen Chips: Hochleistungsfähige Elektronik erfordert immer mehr Verbindungen auf kleinstem Raum, bisherige Verfahren stoßen dabei jedoch an ihre Grenzen. Forschende vom Fraunhofer IZM-ASSID haben gemeinsam mit Partner*innen eine von der NanoWired GmbH patentierte Verbindungstechnologie weiterentwickelt, die auf Kontaktierungen im Nanometer-Maßstab abzielt. Zusätzlich zur Technologie demonstrieren sie, wie diese für die industrielle Fertigung auf 300 mm Wafern angewandt werden kann. Für eine effiziente digitale Zukunft und technologische Souveränität erweisen sich Hoch-…

Informatiker und Mediziner entwickeln neues Verfahren zur Erkennung genetischer Veränderungen. Therapeutische Entscheidungen bei Leukämie-Patienten basieren unter anderem auf einer Reihe bestimmter genetischer Merkmale der Erkrankung. Informatiker und Mediziner der Universität Münster haben nun eine Studie veröffentlicht, in der mittels eines KI-Verfahrens genetische Merkmale aus hochauflösenden mikroskopischen Aufnahmen von Knochenmarkausstrichen vorhergesagt werden können. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift „Blood Advances“ veröffentlicht. Therapeutische Entscheidungen bei Patienten mit Akuter Myeloischer Leukämie (AML) – einer sehr aggressiven Form des Blutkrebses – basieren unter…

Die Bauwirtschaft als CO2-Senke? Daran arbeiten Forschende des «Concrete & Asphalt Labs» der Empa. Mit dem Einbringen von Pflanzenkohle in Beton loten sie das Potenzial von CO2-neutralem oder gar CO2-negativem Beton aus. Für optimale Praxistauglichkeit verarbeiten sie die Kohle vorab zu Pellets und ersetzen damit handelsübliche Gesteinskörnungen. Um das Ziel einer klimaneutralen Schweiz bis 2050 zu erreichen, sind Strategien und Prozesse nötig, die eine negative CO2-Bilanz aufweisen. Diese sogenannten Negativemissionstechnologien (NET) bilden das Gegengewicht zu den voraussichtlich verbleibenden Emissionsausstössen im…

Ein zweites Leben für Kleidungsstücke: Forscher*innen entwickeln neue Verfahren zur automatisierten Sortierung von Altkleidern und Textilabfällen. Das Förderband beschleunigt stark. Ein breiter Lichtstreifen fällt auf eine weiße Bluse bevor sie in einen Korb fällt. Ein gelber Pullover rollt an, wird gescannt, dann eine blaue Jeans und ein roter Mantel. Fotos der gescannten Kleidungsstücken erscheinen auf einem Bildschirm sowie Informationen über den Produkttyp, Farbe und Zielgruppe. Der schwarze Textilscanner, entwickelt von einem Forscher*innenteam von TU Berlin, FU Berlin und der Firma…