Inline-Prüfung in Echtzeit beginnt am Grünkörper. Hochleistungskeramiken liefern Schlüsselkomponenten für die Flüssigfiltration, für Sensoren oder Festelektrolyt-Hochtemperatur-Energiespeicher – jedoch nur, wenn sie defektfrei sind. Um Ausschuss frühzeitig zu erkennen, entwickelten Forschende am Fraunhofer IKTS eine schnelle, zerstörungsfreie und inlinefähige Prüfmethode auf Basis der Laser-Speckle-Photometrie. Hochleistungskeramiken sind in vielen Anwendungsbereichen etabliert. Trotz optimierter Fertigungstechnologien ist die Herstellung bisweilen fehleranfällig. Risse, Ausbrüche oder Einschlüsse beeinflussen die Qualität des Bauteils negativ. Deshalb gilt es, diese Fehler so früh wie möglich im Herstellungsprozess, im Idealfall…

Physiker des Würzburg-Dresdner Exzellenzclusters ct.qmat – Complexity and Topology in Quantum Matter haben ein neues Quantenmaterial erfunden und hergestellt. „Indenen“ besteht aus einer einzelnen Atomlage des chemischen Elements Indium und gehört zur Materialklasse der sogenannten topologischen Isolatoren. Sein maßgeschneidertes Struktur-Design als dreieckiges Atomgitter ist für solche Materialien nicht nur vollkommen neu, sondern bietet auch wesentliche Vorteile für zukünftige Anwendungen. Topologische Isolatoren gelten seit ihrem ersten Nachweis als Zukunftsmaterial für Quantencomputer und die Entwicklung kleinster elektronischer Bauteile. Smartphone, Notebook und Co….

Einen neuen, einfachen Ansatz zum Erzeugen von Terahertz-Strahlen haben Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Freien Universität Berlin entwickelt. Mit Hilfe starker optischer Laserpulse lassen sich elektromagnetische Terahertz-Felder direkt an der gewünschten Stelle generieren, wie das Team im Fachjournal “ACS Applied Nano Materials” berichtet. Die Einsatzmöglichkeiten von Terahertz-Strahlung sind vielfältig, sie reichen von der Werkstoffprüfung über die Kommunikations- bis hin zur Sicherheitstechnologie. Terahertz-Strahlen liegen im elektromagnetischen Spektrum zwischen Mikrowellen und dem unsichtbaren Infrarotbereich. Sie werden zum Beispiel in der…

Mit einer Kombination aus Sensoren kann die Lastenverteilung in Lkw bereits beim Beladen optimiert und auch während des Transports kontinuierlich überprüft werden. Dies belegen Daten aus dem Verbundprojekt „CargoTrailSense“ unter Leitung der Fachhochschule Dortmund. Die Beteiligten sprechen von einem Paradigmenwechsel bei der Ladungssicherheit, der Herstellern sowie Speditionen und Fahrern zugutekommt und die Infrastruktur schützt. Die Beladung von Lkw erfolgt im Spannungsfeld von Kosten- und Zeitdruck sowie maximaler Ladung mit möglichst effizientem Sicherungsaufwand. Den Speditionen stehen bis dato nur rudimentäre Hilfsmittel…

ETH-Forschende haben ein raffiniertes Verfahren entwickelt, mit dem sich Objekte akustisch verbergen oder vorspiegeln lassen. Wenn wir ein Musikstück hören, nehmen wir nicht nur die Töne wahr, welche die Instrumente erzeugen, sondern gleichzeitig auch ein Abbild der Umgebung, in der wir uns befinden. Denn die Schallwellen werden an Wänden und Objekten in unserer Umgebung reflektiert, so dass ein charakteristischer Klangeffekt – also ein spezifisches akustisches Feld – entsteht. Deshalb klingen Musikstücke in einer alten Kirche ganz anders als in einem…

Im Forschungsvorhaben »MAG4INK« wollen Forschende des Fraunhofer IKTS, des Fraunhofer FEP und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) zeigen, dass sich flexible Magnetfeldsensoren in industrierelevanten Größenordnungen kostengünstig drucken lassen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit insgesamt 1,5 Millionen Euro für drei Jahre. Ob Fahrassistenzsystem im Auto, Smartwatch, die den Puls überwacht, oder smartes T-Shirt, das den Sportler kühlt. Sensoren sind die wichtigsten Datenlieferanten für die Digitalisierung. Viele Sensoren gewinnen ihre Informationen aus der Wechselwirkung mit Magnetfeldern. Bisherige…

Internationales Forschungsteam entwickelt Algorithmus, der die superauflösende Mikroskopie beschleunigt. Mit der superauflösenden Mikroskopie gewinnen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue Einblicke in die Welt der Zellen und können nanometerkleine Strukturen im Zellinneren erkunden. Das Verfahren hat die Lichtmikroskopie revolutioniert und seinen Erfindern 2014 den Nobelpreis für Chemie eingebracht. Tübinger KI-Forscher haben in einem internationalen Projekt einen Algorithmus entwickelt, der diese Technologie wesentlich beschleunigt. Eine Art der superauflösenden Mikroskopie ist die sogenannte Einzelmolekül-Lokalisationsmikroskopie (single-molecule localisation microscopy, SMLM). Dabei werden die zu erforschenden Strukturen…

Forschungsprojekt des Fraunhofer IZFP in Osnabrück… Sie sind unscheinbar und daher fast zu übersehen – in Zukunft könnten sie jedoch tausendfach in Deutschland zum Einsatz kommen und sogar Menschenleben retten. Die Rede ist von intelligenten Sensoren zur Überwachung von Wandankern, die nun in der Großen Straße installiert wurden. Per Hubsteiger wurden die kleinen grauen Kästchen jetzt am L&T-Gebäude in der Großen Straße montiert und schließlich mit dem Drahtseil verbunden, das die Straßenbeleuchtung in Osnabrücks Fußgängerzone hält. Das Besondere an den…

Im Forschungsprojekt »InterOpera«, gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, erarbeiten Forscherinnen und Forscher zusammen mit der Industrie einheitliche Methoden zur Umsetzung der Verwaltungsschale in der Praxis. Das Projekt, an dem das Fraunhofer IPA und das vom VDE DKE getragene Standardization Council Industrie 4.0 unter der Koordination des Steinbeis Europa Zentrums beteiligt sind, stellt sich vor. Bisher hat jedes Unternehmen für sich seine Maschinen miteinander vernetzt und die Daten ausgewertet, die dadurch zugänglich wurden. Ein zeitaufwändiges und teures Unterfangen, für…

Im Juni begann der Nanosatellit »W-Cube« seine Reise an Bord einer Falcon 9 Rakete von Cape Canaveral zum polaren Orbit. Dort wurde er rund einen Monat später in seine Umlaufbahn in 500 Kilometer Höhe gebracht und sendet nun seit August erfolgreich Testsignale im Q- und W-Band zur Erde. Dabei sammelt er wichtige Daten für die Erschließung neuer Frequenzbereiche für zukünftige Satellitenkommunikationssysteme. Der Nanosatellit wurde im Rahmen des Verbundprojekts »ARTES« gebaut. Das Sendermodul des Satelliten sowie das Empfängermodul der korrespondierenden Bodenstation…

Forscher*innen finden Weg um sicherzustellen, dass Quantencomputer das Richtige tun. Mit ihrer rasanten Entwicklung kratzen Quantencomputer schon heute an den Grenzen unserer besten Supercomputer. Mit ihrer hohen Rechenleistung sind diese Geräte aber auch sehr anfällig für Umwelteinflüsse, welche zu Fehlern in der Berechnung führen können. Besonders problematisch sind solche Fehler, wenn die Berechnungen so komplex werden, dass sie nicht mehr auf klassischen Computern überprüft werden können. “Um Quantencomputer dennoch verlässlich einsetzen zu können, benötigt es eine Methode, mit der das…

Sie bilden Materialien mit atomarer Präzision ab und sind vielseitig einsetzbar: Forschende nutzen Rastertunnelmikroskope seit vielen Jahren, um die Welt des Nanokosmos zu erkunden. Physiker des Forschungszentrums Jülich haben ein solches Gerät nun für die Erforschung von Quanteneffekten optimiert. Ihr Rastertunnelmikroskop kommt dank Magnetkühlung ohne bewegliche Teile aus und arbeitet bei extrem tiefen Temperaturen von bis zu 30 Millikelvin nahezu vibrationsfrei. Das Instrument kann Forschenden künftig dabei helfen, die ungewöhnlichen Eigenschaften von Quantenmaterialien zu erschließen, die für die Entwicklung von…

LMU-Physiker haben eine neuartige Methode zur berührungslosen Kühlung von Objekten entwickelt. Jeder kennt den Frost einer kalten Winternacht bei klarem Sternenhimmel. Auf dem freien Feld spürt man die Kälte deutlich, in einem Wald oder unter einem schützenden Dach weniger. Der Grund ist Wärmestrahlung, die vom Körper abgegeben und je nach Umgebung eine geringere Wärmestrahlung empfangen wird. Das Universum ist mit -270°C viel kälter als unsere direkte Umgebung, daher strahlt es kaum zurück. Seit kurzem entwickeln Wissenschaftler weltweit neuartige Methoden, um…

Licht im Femtosekundenbereich erzeugt schaltbare Nanowellen in MXenen und bewegt deren Atome mit Rekordgeschwindigkeit – Entdeckung von Physikern aus Konstanz und Zürich. Das Verfahren der ultraschnellen Laserspektroskopie ermöglicht die Beobachtung der Bewegung von Atomen auf ihren natürlichen Zeitskalen im Bereich von Femtosekunden, dem Millionstel einer milliardstel Sekunde. Die Elektronenmikroskopie hingegen bietet eine atomare räumliche Auflösung. Durch die Kombination von Elektronen und Photonen in einem Instrument hat die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Baum an der Universität Konstanz einige der schnellsten…

Auf der Suche nach fernen Galaxien, schnell rotierenden Neutronensternen und schwarzen Löchern sammeln Radioastronomen eine immer größer werdende Menge von Daten. Diese Datenflut soll künftig auch mithilfe von Künstlicher Intelligenz analysiert werden. Hierzu haben sich acht Institutionen in Nordrhein-Westfalen unter Federführung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) zum “NRW-Cluster für datenintensive Radioastronomie: Big Bang to Big Data” zusammengeschlossen. In Bonn sind neben dem MPIfR die Universität Bonn und die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg an dem Projekt beteiligt. Das Land fördert das Vorhaben mit…

Bei der Erforschung der Welleneigenschaften von Atomen entsteht am Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen für wenige Sekunden einer der „kältesten Orte des Universums“. Der Temperaturrekord nahe dem absoluten Nullpunkt ist aber nicht mit einem Thermometer messbar, sondern ergibt sich aufgrund der extrem verlangsamten Bewegung der beobachteten Atome in einem ultrakalten Gas – einem Bose-Einstein Kondensat (BEK). Mit Hilfe eines neuentwickelten Materiewellenlinsensystems konnte die Bewegung in bislang unerreichter Weise reduziert und dies durch Beobachtung des BEK…