Geladene Oberflächen, die mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen – wie biologische Zellwände oder Batterieelektroden – ziehen entgegengesetzt geladene Ionen aus der Flüssigkeit an. Dadurch entstehen zwei deutlich unterschiedliche, geladene Bereiche: die Oberfläche selbst und ein entgegengesetzt geladener Bereich in der Flüssigkeit: die sogenannte elektrische Doppelschicht. Obwohl sie für die Energiespeicherung von entscheidender Bedeutung ist, war die Geschwindigkeit ihrer Bildung bisher nicht bekannt. Ein Forscherteam hat nun eine lichtbasierte Technik entwickelt, um diesen ultraschnellen Prozess zu beobachten. Ob in den Batterien…

Schadhafte Sandwichelemente an Bauwerken können Reklamationen und hohe Kosten verursachen. In dem gerade abgeschlossenen Projekt »ReSaMon« hat ein interdisziplinäres Team demonstriert, wie moderne Sensorik und Machine Learning zur Optimierung der Herstellung von Sandwichelementen eingesetzt werden können. Materialschwächen werden bereits im Produktionsprozess erkannt. Diese Technologie verspricht eine signifikante Verbesserung der Qualitätssicherung und eine Reduktion von Reklamationen und CO2-Emissionen in der Bauindustrie. Leichtbau, Strukturüberwachung, Machine Learning In Deutschland werden jährlich über 20 Millionen Quadratmeter Sandwichelemente produziert, die aus zwei metallischen Deckschichten und…

Klassische Grosskraftwerke sorgen für einen stabilen Wechselstromtakt im europäischen Stromnetz. Forschende der ETH Zürich haben nun eine Lösung gefunden, damit Wind- und Solarkraftwerke übernehmen können – und die Energiewende möglich wird. Europa soll mit erneuerbarer Energie versorgt werden. Der Ausbau der Kapazitäten der Wind- und Solarkraft und die Bereitstellung von genügend Strom im Winter sind nur zwei der Herausforderungen, die sich dabei stellen. Weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit sind fundamentale Folgen auf das Stromnetz: Während bisher die Generatoren der klassischen…

Das Nanomaterial MXene wird für Batterietechnologie oder als Hochleistungs-Schmiermittel eingesetzt. Bisher entstanden bei der Herstellung giftige Abfallprodukte. An der TU Wien fand man neue Wege. Es ist einer der bedeutsamsten Trends in der Materialwissenschaft: Materialien, die nur aus einer einzigen Schicht von Atomen bestehen, sogenannte „2D-Materialien“, zeigen oft völlig andere Eigenschaften als dickere Schichten aus denselben Atomen. Begonnen hat diese Forschungsrichtung mit dem Nobelpreis-gekrönten Material Graphen. Nun forscht die TU Wien gemeinsam mit den Firmen CEST und AC2T unter anderem…

Wie gelingt die reibungslose Koordination von automatisierten Fahrzeugen in komplexen Verkehrssituationen? Das zeigte das Demo-Event zum vernetzten kooperativen Fahren, das im Rahmen des Projekts PoDIUM am 9. April an der Universität Ulm und an der Testkreuzung im Ulmer Stadtteil Lehr stattfand. Dort wurden neuartige Technologien zur Vernetzung und Kooperation für das hochautomatisierte Fahren vorgestellt und deren Leistungsfähigkeit demonstriert. Organisiert wurde die Veranstaltung von den Universitäten Ulm und Duisburg-Essen sowie den Unternehmen Bosch und Nokia. Die vier Partner gehören zum „Reallabor…

Den Alterungszustand von gebrauchtem Kunststoffpulver zu ermitteln, war bisher ein zeitraubendes und teures Unterfangen. Doch nun hat ein Wissenschaftler vom Fraunhofer IPA ein Prüfverfahren entwickelt, das binnen Sekunden Ergebnisse liefert. Die Kosten für 3D-gedruckte Bauteile könnten deshalb sinken. Man sieht ihm sein Alter kaum an: Das Kunststoffpulver, das beim 3D-Druck zum Einsatz kommt, wirkt meist noch wie neu, wenn es den ersten Druckprozess durchlaufen hat. Beim Selektiven Lasersintern, einem weit verbreiteten 3D-Druckverfahren, wird das Kunststoffpulver flächig aufgebracht, erwärmt und an…

Forschende am Fraunhofer IZM haben ein klebstofffreies Laserschweißverfahren zur Kopplung photonisch integrierter Schaltkreise (PICs) mit optischen Glasfasern realisiert, welches auch in kryogenen Umgebungen von bis zu vier Kelvin, also -269.15°C potenziell einsetzbar ist. Die Technologie eröffnet durch eine direkte Quarz-Quarz-Verbindung eine zuverlässigere, schnellere und preiswertere Faser-PIC-Kopplung und revolutioniert so Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien. Eine Tieftemperaturumgebung ist unerlässlich zur Beobachtung von Quanteneffekten. Letztere können einen enormen Vorteil für die Lebensqualität von Menschen haben, so ist der Umgang mit Big Data…

ETH-Materialwissenschaftler:innen messen erstmals die Rollreibung von einem nur wenige Mikrometer grossen Kügelchen. Die Messungen erlauben es ihnen, Alltagsprodukte wie Beton besser zu verstehen. Lacke, Farben, Beton, ja selbst Ketchup oder Orangensaft: Suspensionen sind in der Industrie und im Alltag weit verbreitet. Unter einer Suspension verstehen Materialwissenschaftler:innen eine Flüssigkeit, in der kleine feste, unlösliche Partikel gleichmässig verteilt sind. Ist die Teilchenkonzentration einer solchen Mischung sehr hoch, können Phänomene auftreten, die unserem alltäglichen Verständnis von einer Flüssigkeit widersprechen. So können diese sogenannten…

Der Klimawandel veranlasst uns umzudenken – wirtschaftlich und persönlich. Wie viel erneuerbaren Strom beziehen wir aus Quellen wie Wind oder Sonne? Wie umweltfreundlich beheizen wir unsere Wohnung? Und wie wirkt sich die Energiewende auf die Preise aus? Diese und weitere Fragen untersucht Prof. Dr. Florian Ziel von der Universität Duisburg-Essen. Seit Februar forscht er als Professor für BWL, insbesondere Data Science in Energy and Environment an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften; zuvor war er dort schon als Juniorprofessor tätig. Künftig möchte…

Organogold(III)-Komplex akkumuliert in Mitochondrien von Lungenkrebszellen Edelmetalle sind nicht nur in Form von Schmuckstücken interessant, sie sind auch wichtige Bestandteile von Arnzeimitteln, z.B. das Antitumormittel Cisplatin. Auf der Suche nach Alternativen mit verbessertem Wirkprofil rückt nun Gold ins Zentrum des Interesses. Ein französisches Forschungsteam stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie eine erste Studie über die Speziation und Verteilung eines organischen Gold(III)-Komplexes in Krebszellen vor und zeigt, wie speziell entwickelte „Organogold“-Komplexe neue wirksame Wege zur Krebsbekämpfung eröffnen könnten. Gold hat eine…

Das EU-geförderte Projekt LUMINOSITY bringt europaweit Forschungs- und Industriepartner zusammen, um Perowskit-Solarzellen auf flexiblen Trägermaterialien weiterzuentwickeln. Der Projektpartner Fraunhofer FEP erzielt mit seiner Expertise in der anodischen Bogenverdampfung vielversprechende Fortschritte bei der Abscheidung von Zinnoxid und Cäsiumjodid. Diese innovativen Technologien bilden die Basis für die Entwicklung flexibler Perowskit-Solarzellen, die umweltfreundliche Solarenergie der nächsten Generation ermöglichen. Das Projekt wird auf der pro flex Konferenz für Rolle-zu-Rolle-Beschichtung flexibler Materialien am 6. und 7. Mai in Dresden vorgestellt. Im EU-geförderten Projekt LUMINOSITY arbeiten…

Das Center Nanoelectronic Technologies (CNT) am Fraunhofer IPMS verfügt seit kurzem über neue Kryostate für die Forschung an Qubits und der Qualifizierung von Supraleiter-Systemen. Die Tieftemperatur-Messgeräte, die vor allem für die Analyse von Quantensystemen nützlich sind, sind seit März vollständig in Betrieb. Die Bereitstellung der Anlagen wurde vom Sächsischen Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK) gefördert. Ob in der Medizin, der Materialentwicklung oder der Verkehrsplanung – dem Quantencomputing sollen zukünftig zentrale Aufgaben in der Forschung zukommen. Qubits, die Speicherkomponenten…

Aktuelle Forschungsarbeiten unter Federführung der TU Chemnitz tragen zu tiefergehendem Verständnis dazu bei, warum langsame Ladungsträger die Effizienz von organischen Solarzellen vermindern – Veröffentlichungen in den renommierten Fachzeitschriften „Reports on Progress in Physics“ und „Advanced Energy Materials“ Forscherinnen und Forscher der Professur Optik und Photonik kondensierter Materie (Leitung: Prof. Dr. Carsten Deibel) der Technischen Universität Chemnitz und weiterer Partnerinstitutionen arbeiten derzeit intensiv an Solarzellen aus neuartigen organischen Halbleitern, die mit etablierten Druckverfahren hergestellt werden können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen…

Eine blütenförmige Mikrostruktur aus einer Nickel-Eisen-Legierung kann Magnetfelder lokal verstärken. Das magnetische Metamaterial wurde von der Gruppe um Dr. Anna Palau am Institut de Ciencia de Materials de Barcelona (ICMAB) mit Partnern aus dem CHIST-ERA MetaMagIC-Projekts entwickelt und nun an BESSY II in Zusammenarbeit mit Dr. Sergio Valencia untersucht. Die Mikroblüten ermöglichen vielfältige Anwendungen: Sie können die Empfindlichkeit magnetischer Sensoren erhöhen, die Energie für die Erzeugung lokaler Magnetfelder reduzieren, und am PEEM-Messplatz an BESSY II die Messung von Proben unter…

Kann Photovoltaik auf wiedervernässten Moorböden die Flächennutzungskonkurrenz in Deutschland reduzieren und die Wiedervernässung für Landwirtschaftsbetriebe attraktiver machen? Diesen Fragen wollen Forschende der Universitäten Greifswald und Hohenheim zusammen mit dem Johann Heinrich von Thünen-Institut und dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beantworten. Im Projekt „MoorPower“ soll die generelle Machbarkeit von Photovoltaikanlagen auf Moorböden bei gleichzeitiger Wiedervernässung untersucht werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellt dafür sieben Millionen Euro für einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren bereit. Aktuell sind rund 70…

Mitochondrien sind die Kraftwerke in unseren Zellen. Sie produzieren die Energie für alle lebenswichtigen Prozesse. Mithilfe der Kryo-Elektronentomografie haben Forschende der Universität Basel nun Einblicke in die Architektur der Mitochondrien mit bisher unerreichter Auflösung gewonnen. Sie entdeckten, dass sich die für die Energieerzeugung verantwortlichen Proteine zu grossen «Superkomplexen» zusammenlagern. Diese versorgen die Zelle mit der nötigen Energie. Die meisten Lebewesen auf unserem Planeten – seien es Pflanzen, Tiere oder Menschen – besitzen Mitochondrien in ihren Zellen. Diese stellen die Energie…