Die Internationale Raumstation ISS hat Astrobees – kleine fliegende Roboter – an Bord. Für Experimente wurden diese Astrobees mit einem Docking-Mechanismus ausgestattet. Dieser Mechanismus basiert auf Materialien mit Gecko-Effekt und soll helfen, Objekte im All zu greifen und so beispielsweise Weltraumschrott zu beseitigen. Im Dezember 2020 konnte der Docking-Mechanismus, entwickelt an der Technischen Universität Braunschweig in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM), erfolgreich im All demonstriert werden. Erstmalig konnte der Docking-Mechanismus unter Weltraumbedingungen durchgeführt werden: auf der ISS…

Würfel der Hochschule Mannheim misst Aerosole in Räumen Die Hochschule Mannheim und die ProxiVision GmbH in Bensheim haben ein handliches System für die Messung von Aerosolen in Innenräumen entwickelt. Dabei greifen sie auf einen Sensor zurück, der ursprünglich für die Bestimmung von Feinstaubkonzentrationen gedacht war. Die ersten Mannheim Cubes wurden nun zusammen mit der Stadt Mannheim und dem Netzwerk Smart Production an eine Mannheimer Schule übergeben und sollen ihr helfen, ihre Lüftungskonzepte einzuhalten. Daneben können die Cubes im Unterricht eingesetzt…

Wie lässt sich mit einem gängigen drahtlosen Computernetzwerk (WLAN) Einbruchskriminalität besser verfolgen? Forschende der Universität Bonn starteten hierzu mit der Polizeidirektion Osnabrück und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein Projekt. Es geht darum, wie Router dazu dienen können, unbefugte Eindringlinge zu erkennen und eine Alarmierung auszulösen. Für das “WACHMANN” genannte Vorhaben fließen im Rahmen des Programms „Forschung für die zivile Sicherheit“ binnen zwei Jahren rund 560.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) an die Universität Bonn. „Einbruchdiebstähle…

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen zeigen, dass magnetfeldempfindliche Mikroschwimmer unter bestimmten Bedingungen in der Lage sind, sich in eine neue Phase zu organisieren, und damit analoge Eigenschaften haben, wie sie bei ultra-kalten Quantengasen beobachtet werden. Im Gegensatz zur unbelebten „passiven“ Materie gelten für die motile „aktive“ Materie nicht die Erhaltungssätze der gewöhnlichen Thermodynamik. Das heißt, aktive Materie strebt nicht ins Gleichgewicht, sondern wendet ständig Energie auf, um z.B. einen Bewegungszustand zu erreichen. Seit über zwanzig Jahren…

Erstmals ist einem Forscherteam des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik die kohärente Kontrolle von Kernanregungen mit geeignet geformten Röntgenlicht gelungen. In dem am Europäischen Synchrotron ESRF durchgeführten Experiment wurde eine zeitliche Stabilität von wenigen Zeptosekunden erreicht. Zukünftige Experimente basierend auf der Kontrolle der Kerndynamik versprechen genauere Zeitstandards und neue Möglichkeiten auf dem Weg zu Kernbatterien. [Nature, 17. Februar 2021] Moderne Experimente zur Quantendynamik können die Quantenprozesse der Elektronen in Atomen mit Hilfe von Laserfeldern weitreichend steuern. Das Innenleben der Kerne der…

Die Störanfälligkeit von Quantenbits, kurz Qubits, gilt als eine der Haupthürden beim Bau eines universellen Quantencomputers. Um das Problem in den Griff zu bekommen, wurden verschiedene aktive Korrekturverfahren entwickelt. Im Gegensatz dazu haben Forscher um Prof. David DiVincenzo vom Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen zusammen mit Partnern von der Universität Basel und dem QuTech Delft nun einen Entwurf für einen Schaltkreis mit passiver Fehlerkorrektur vorgestellt. Eine solche Schaltung wäre schon von Natur aus gegen Störungen geschützt und könnte den…

Datensicherheit für Maschinen und Produktionsanlagen Die Digitalisierung von Maschinen und Produktionsanlagen ermöglicht Fernwartungen – ein großer Vorteil sowohl für Maschinen- und Anlagenbauer als auch für KMU, die Maschinen und Anlagen betreiben. Gibt es Störungen in der Produktion, musste Wartungspersonal bisher in die Fabriken der KMU fahren, um vor Ort Testmessungen vorzunehmen. Dafür fehlen wegen des Fachkräftemangels aber oft die geeigneten Mitarbeitenden – die KMU müssen warten. Deutlich schneller geht es, wenn sie Maschinendaten auf digitalem Wege direkt an die Maschinen-…

– erfolgreiche Tests an Bord der ISS – Tausende Tonnen Weltraumschrott umkreisen derzeit die Erde und es wird immer mehr. Meist sind es die Reste von abgeschlossenen Weltraummissionen oder ausgediente Satelliten. Das Gefährliche daran: Bereits zentimetergroße Teile können bei einer Kollision mit aktiven Satelliten, Raumfahrzeugen und Raumstationen immensen Schaden anrichten. Forschende der Technischen Universität Braunschweig haben in Kooperation mit dem Saarbrücker Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) einen Mechanismus zum “Einfangen“ von Weltraumschrott entwickelt. Dieser wurde nun an Bord der Internationalen…

Ein Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena entwickelt ein hochauflösendes Bildgebungsverfahren weiter, mit dem sich zerstörungsfrei und nanometergenau innere Strukturen in Materialien sowie ihre chemische Zusammensetzung bestimmen lassen Bilder liefern Erkenntnisse. Was wir mit unseren eigenen Augen beobachten können, lässt uns verstehen. Das Blickfeld stetig zu erweitern, auch in Dimensionen, die dem bloßen Auge zunächst verborgen sind, treibt die Wissenschaft voran: Immer leistungsfähigere Mikroskope ermöglichen heute Einblicke in Zellen und Gewebe von Lebewesen, in die Welt der Mikroorganismen ebenso wie in die…

Physiker der Universität Augsburg haben mit Kollegen von der australischen James Cook University eine neue Diagnose-Methode auf Malaria entwickelt. In einer Feldstudie in Papua-Neuguinea haben sie das Verfahren nun an rund 1000 Personen getestet. Demnach ist es ähnlich treffsicher wie etablierte Ansätze und zugleich sowohl kostengünstig als auch einfach in der Handhabung. Die Studie ist nun im renommierten Fachjournal Nature Communications erschienen. Erreger der Malaria sind keine Bakterium oder Viren, sondern einzellige Parasiten, Plasmodien genannt. Sie befallen jedes Jahr rund…

Gekommen, um zu bleiben Führende Raumfahrtbehörden streben zukünftig astronautische Missionen zum Mars an, die für einen längeren Aufenthalt konzipiert sind. Die Herausforderung: Neben einem Lebensraum müssen zum Beispiel die wenigen von der Erde mitgebrachten Materialien zur Ausstattung und Verpflegung der Astronaut*innen effizient und nachhaltig genutzt werden. Humboldt-Stipendiat Cyprien Verseux vom ZARM an der Universität Bremen hat nun erste Forschungsergebnisse bei frontiers veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass sich Cyanobakterien unter Mars-Bedingungen hervorragend vermehren und damit die Basis für biologische Lebenserhaltungssysteme bilden…

Göttinger Astrophysiker haben am Bau mitgewirkt Das astronomische Forschungsinstrument CRIRES+ soll Planeten außerhalb unseres Sonnensystems untersuchen. Es ist nun am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Betrieb gegangen. Das Institut für Astrophysik der Universität Göttingen ist Teil des internationalen Forschungskonsortiums, das den hochauflösenden Infrarot-Spektrografen an der Paranal-Sternwarte in Chile gebaut hat. „First Light“” nennen Astronominnen und Astronomen den Moment, wenn ein neues optisches Instrument an einem Teleskop mit der Forschung beginnt. Für CRIRES+ war es Anfang Februar…

Das neu gegründete Startup PolyCrypt denkt die Blockchain-Technologie neu und ermöglicht auch Transaktionen im Internet of Things (IoT) ohne Wartezeit und zu deutlich reduzierten Preisen. Für einen erfolgreichen Transfer in die Wirtschaft wird das Gründerteam mit seinem Projektvorhaben Perun vom Förderprogramm StartUpSecure des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt und geht von der Förderphase I nun in die Förderphase II. Blockchain-Technologien ermöglichen es schon längst, durch den Einsatz sogenannter „Smarter Verträge“ (smart contracts) einfache Transaktionen ohne Banken oder Finanzdienstleistungen…

Exzitonen sind Quasiteilchen, die Energie durch feste Stoffe transportieren können. Dies macht sie hochrelevant für die Entwicklung neuartiger Materialien und Technologien – aber es bedarf weiterer Forschung, um das Verhalten und die mögliche Manipulation von Exzitonen zu verstehen. Nun hat ein internationales Forscherteam entdeckt, dass ein durch Licht angeregtes Exziton gleichzeitig zwei sehr unterschiedliche Charaktere annehmen kann. Ihre Arbeit liefert entscheidende neue Erkenntnisse für die aktuelle und zukünftige Exzitonenforschung und wurde in Nature Communications veröffentlicht. Exzitonen bestehen in Festkörpern aus…

Projekt AIMM mit Beteiligung der Universität Stuttgart entwickelt automatisierte und datengetriebene Methoden der Materialmodellierung Leichtbauteile, zum Beispiel aus neuartigen Stahllegierungen oder Kunststoffen, sind ein Schlüssel zu energieeffizienten und emissionsarmen Fahrzeugen. Für ihre Entwicklung sind zuverlässige und präzise Simulationsmethoden von fundamentaler Bedeutung. Die Übertragung vorhandener Materialmodelle auf die neuen, komplexen Werkstoffe erfordert jedoch viel Erfahrung und Zeit. Um die Berechnungen zu beschleunigen, setzt das neue Forschungsprojekt AIMM (Artificial Intelligence for Material Models) jetzt auf die Methoden des Maschinellen Lernens. Seitens der…

Elektronenkühlschrank Forschende des Exzellenzclusters „CUI: Advanced Imaging of Matter” haben einen Durchbruch erzielt: Sie kombinierten modernste Technologien aus ultrakurzen Laserpulsen und ultrakalten atomaren Gasen und erzeugten so einen völlig neuen Plasmatyp. In der Fachzeitschrift „Nature Communications“ berichten sie über einen neuartigen Mechanismus der Elektronenkühlung in solchen Plasmen. Materie gibt es in vier Zuständen – fest, gasförmig, flüssig und Plasma, wobei Plasma der am häufigsten vorkommende Zustand im sichtbaren Universum ist. Es besteht aus freien geladenen Teilchen wie Ionen und Elektronen….