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Bionik
Mit einem weichen, flexiblen Kunststoff und einer Kochsalzlösung ahmten Forscher das elektrische Organ von Zitteraalen nach.
Schwebendes Kügelchen rotiert 40 Millionen Mal pro Minute, bevor es von Zentrifugalkräften zerrissen wird.
Strömung
Mit zusätzlichen Verwirbelungen reduzierten Wissenschaftler die in Strömungen auftretenden Turbulenzen – das könnte den Energiebedarf für den Transport von Flüssigkeiten senken.
Selbstorganisation
Mit elektrischen Feldern lässt sich ein winziger Roboterarm – zusammengesetzt aus Erbgutsträngen – schnell und kontrolliert steuern.
Solarenergie
Ein neuartiges Solarfenster lässt sich zwischen einem durchsichtigen und einem verdunkelten, photovoltaisch aktiven Zustand hin- und herschalten.
Wissenschaftler erzeugten mit einem kleinen Kügelchen in einer optischen Falle ein von allen Seiten sichtbares, dreidimensionales Bild.
Zeitmessung
Eine hochgenaue Atomuhr, die in einen Anhänger passt – mit dieser Neuentwicklung können Forscher nun die Erde vermessen.
Quantencomputer
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
Neuronale Netze
Ein neu entwickeltes elektronisches Modul – ein Memtransistor – vereint die Eigenschaften eines Transistors mit denen eines Speichermoduls.
Magnetspeicher
Der magnetische Zustand von atomar dünnen Schichten aus Chromiodid lässt sich mit geringen Spannungen kontrollieren und damit zum Speichern von digitalen Daten nutzen.
Forscher haben die Flügel von Ohrwürmern untersucht und die ausgeklügelte Falttechnik auf ein künstliches Modell übertragen.
Festkörper
Im Gegensatz zu anderen anorganischen Halbleitern lässt sich Silbersulfid verformen wie ein Metall und eignet sich damit für flexible elektronische Bauteile.
Energiegewinnung
Bereits kleine Temperaturunterschiede genügen, um mit dem Prototyp eines pyroelektrischen Minikraftwerks elektrischen Strom zu erzeugen.
Kernuhren
Der Atomkern des Elements Thorium-229 soll zukünftig als Taktgeber für einen neuartigen Typ von Atomuhren dienen.
Mit unterschiedlich transparenten Harzen und Farbstoffen stellten Forscher aus Millionen von Bilddatenpunkten filigrane dreidimensionale Modelle her.
Äquivalenzprinzip
Ein Frequenzvergleich von zwölf Atomuhren bestätigt, dass ihr Takt unabhängig von ihrer Position ist – wie von Albert Einsteins Theorie vorhergesagt.
Aus Gummi und magnetischen Mikropartikeln stellten Forscher kleine Roboter her, die – angetrieben durch Magnetfelder – kontrolliert zugreifen, springen und kriechen können.
Photovoltaik
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Wärmekraftmaschinen
Ein neu entwickelter Nanogenerator wandelt Wärme ganz ohne mechanische Bauteile direkt in Strom um.
Elektronik
Winzige elektronische Module lassen sich mit einem Zerstäuber in der Luft verteilen und weisen dort zuverlässig chemische Substanzen nach.
Physiker haben eine hochpräzise Atomuhr für den Weltraum entwickelt, mit der sich unter anderem die Genauigkeit von Navigationsdaten verbessern lässt.
Schallwandler
Durchsichtige und flexible Nanomembranen lassen sich als Lautsprecher oder Mikrofon nutzen – und haften dabei sogar auf der Haut.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Nanostrukturen
Ein Areal aus Nanoantennen sendet stark gebündeltes Licht aus. Abhängig von Anordnung und Temperatur lässt sich die Wellenlänge dabei gezielt verändern.
Teilchenbeschleuniger
Mithilfe einer Plasmawelle ließen sich Elektronen im Experiment AWAKE auf nur wenigen Metern auf eine Energie von zwei Gigaelektronenvolt beschleunigen.
Robotik
Bisher waren Flugroboter nicht in der Lage, die Flugkünste von Insekten zu imitieren. Mit einem neuartigen Prototyp gelang dieser Schritt nun.
Regenerative Energien
Durch eine neu entwickelte Membran können mehr Ladungen von Salz- in Süßwasser wandern, wodurch sich die Leistung von Osmosekraftwerken steigern lässt.
Photodetektoren
Der richtungsempfindliche Hörsinn von Geckos inspirierte Physiker zu einem Sensor, der neben der Intensität auch die Richtung von auftreffenden Lichtwellen misst.
Energiespeicher
Aluminium-Luft-Batterien bieten eine hohe Energiedichte, doch binnen einiger Tage entladen sie sich von selbst. Wissenschaftler haben dieses Problem nun mit etwas Öl behoben.
Aerodynamik
Ein neuartiger elektrodynamischer Antrieb kommt ohne bewegliche Teile aus und hält ein ultraleichtes Modellflugzeug nahezu geräuschlos in der Luft.
Bisher ließen sich Aluminiumbatterien nur einmal nutzen. Durch den Zusatz von organischen Molekülen haben Forscher die günstigen Stromspeicher nun wiederaufladbar gemacht.
Trinkwasser
Eine neue solare Entsalzungsanlage gewinnt aus Meerwasser effizient Süßwasser – dank kontaktlosem Verdunsten ganz ohne störende Salzkruste.
2D-Materialien
Verdreht man zwei hauchdünne Kohlenstoffschichten bei tiefen Temperaturen gegeneinander und presst sie zusammen, leiten sie elektrischen Strom ohne Widerstand.
Wissenschaftler bauten die Scheren von Knallkrebsen nach und erzeugten damit ein heißes Plasma aus elektrisch geladenen Teilchen.
Entropie
Das Zusammenpressen und Ausdehnen eines verformbaren Materials bietet eine effiziente Alternative zu heutigen Kühlprozessen.
Akustik
Mit Laserlicht steuern Wissenschaftler, wie sich Schallwellen in einer dünnen Membran ausbreiten.
Mit einem neuen lichtbasierten Computerchip lässt sich das Verhalten von Neuronen und Synapsen nachahmen.
Mikroskopie
Mithilfe eines neuen Quantenpunktmikroskops lassen sich elektrische Potenziale von Atomen und Molekülen mit extrem hoher Genauigkeit abbilden.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
Flugroboter
Nach dem Vorbild von Insekten haben Wissenschaftler einen winzigen Flugroboter entwickelt, der seinen Strombedarf mithilfe von Solarzellen deckt.
Einzelne Windräder liefern am meisten Strom, wenn der Wind frontal auf den Rotor trifft. Doch für größere Windparks gilt diese einfache Regel nicht mehr.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Meerwasserentsalzung
Eine neue Solaranlage nutzt das Sonnenlicht gleich zweifach: Es erzeugt Strom und entsalzt gleichzeitig Meerwasser.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Ein neuer Typ von Prozessor verspricht eine höhere Transistordichte bei zugleich geringerem Strombedarf als die heute eingesetzten Siliziumprozessoren.
Hyperspektrale Bildgebung
Aufwendige Analysen mit infrarotem Licht machen bisher unzugängliche altgriechische Texte auf der Rückseite verkohlter Papyrusrollen sichtbar.
Elastokalorischer Effekt
Durch das einfache Auseinanderdrehen von eng verdrillten Fasern ließ sich deren Temperatur um bis zu 20 Grad absenken.
Intelligente Materialien
Ähnlich wie eine Sonnenblume wendet sich ein neues synthetisches Material selbstständig einer Lichtquelle zu.
Messtechnik
Mit einer neuen Methode lassen sich die winzigen Staubpartikel in Echtzeit zählen, vermessen und identifizieren.
Materialforschung
Ein lichtaktives und dehnbares Polymer erreicht eine verblüffend hohe Leuchtdichte – und das bei relativ niedrigen Spannungen.
Stromspeicher
Spezielle Bindemittel verhindern ein schnelles Zersetzen der Elektroden und ermöglichen dadurch mehr als zweihundert Ladezyklen.
Raumfahrt
Am 10. Februar soll die Raumsonde Solar Orbiter ins All starten. Was sich Wissenschaftler von der Mission erhoffen, berichtet Joachim Woch im Interview.
Winzige Nanofäden aus Proteinmolekülen erzeugen allein durch die Luftfeuchtigkeit genügend Energie, um Sensoren oder Leuchtdioden zu betreiben.
Biomechanik
Durch ein spezielles System aus Sprungfedern könnte ein Läufer bis zu siebzig Prozent schneller rennen als die weltbesten Athleten – zumindest theoretisch.
Medizin
Zukünftig könnte die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Herzgewebe aufschlussreiche Bilder liefern und damit lebenswichtige Diagnosen weiter verfeinern.
Forscher haben neue supraleitende Qubits entwickelt, die schon bei deutlich höheren Temperaturen funktionieren und damit enorme Kosten einsparen.
Mit flexiblen, in Kleidung integrierten Superkondensatoren lässt sich in Zukunft möglicherweise elektrischer Strom während des Sports speichern.
Bose-Einstein-Kondensate
Auf der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler eine Wolke aus Atomen extrem abgekühlt und so einen ganz besonderen Materiezustand erzeugt.
Mit einer neuartigen Verdampfungsanlage aus Nanofasern und Holz lassen sich allein mit Sonnenlicht bis zu drei Liter Trinkwasser pro Stunde aus Meerwasser gewinnen.
Einfache Backsteine lassen sich mithilfe von leitfähigen Kunststoffen in langlebige Stromspeicher verwandeln.
Eine neue organische Solarzelle lässt fast die Hälfte des Sonnenlichts hindurch, während sie gut zehn Prozent des einfallenden Lichts in elektrischen Strom umwandelt.
Digitaltechnik
Inspiriert von der japanischen Faltkunst Origami entwickelten Wissenschaftler ein mechanisches Zwei-Bit-System – aus gefaltetem Papier.
Energie
Flatternde Plastikfolien erzeugen elektrischen Strom für Sensoren und mobile Elektronik – selbst bei sehr geringen Windgeschwindigkeiten.
Festkörperphysik
Eine chemische Verbindung aus Wasserstoff, Kohlenstoff und Schwefel leitet den elektrischen Strom unter Hochdruck verlustfrei – und das erstmals bei Raumtemperatur.
Sensorfolie
Der menschliche Tastsinn lässt sich mit neuen Sensorfolien nachbilden, die hochempfindlich auf Wärme, Druck und Verformung reagieren.
Nach dem Vorbild eines Nashornkäfers entwickelten Forscher eine kleine Roboterfliege, die Kollisionen standhalten kann.
Sport
Mit einem neuen High-Tech-Pflaster lässt sich sowohl die Menge als auch die Salzkonzentration von Schweiß in Echtzeit messen.
Quantenphysik
Ein neuer Ansatz macht es möglich, eine mechanische Bewegung mit einem Prozess aus der Welt der Quanten auszulösen.
Erderwärmung
Die globale Erwärmung hat auch Folgen für das künftige Potenzial von Wind-, Solar- und Wasserkraftwerken, wobei es regional starke Unterschiede geben dürfte.
Lithium-Ionen-Akku
Winzige Nanostrukturen erleichtern den Einsatz von Siliziumanoden für leistungsstärkere Batterien.
Seismologie
Mithilfe von bereits vorhandenen Glasfaserkabeln lassen sich selbst kleinste Bodenbewegungen am Meeresgrund nachweisen.
Ein bionischer Roboter nach dem Vorbild von Rochen hält sogar hohen Wasserdrücken von mehr als 100 Megapascal in der Tiefsee stand.
Mithilfe von Glasfaserkabeln und Laserlicht verglichen Forscher die Genauigkeit von verschiedenen Atomuhren mit einer Rekordpräzision.
Ein neues Minikraftwerk erzeugt mithilfe der Wassermoleküle in feuchter Luft hohe elektrische Spannungen – und eignet sich damit als mobile Stromquelle.
Dank eines neuen Konzepts lassen sich Kurzschlüsse in leistungsfähigen Festkörperbatterien verhindern und so ihre Lebensdauer deutlich erhöhen.
Maschinelles Lernen
In nur sechs Stunden entstand ein Grundriss für einen effizienten Prozessor. Möglich machte dies ein besonderer Algorithmus.
Materialwissenschaft
Hauchdünne Eisfasern lassen sich verbiegen und leiten Licht wie Glasfasern.
Windenergie
Simulationen zeigen, dass bodennahe Windbrecher die Stromerzeugung in Windparks steigern können.
Ein neuer Prototyp spürt mithilfe von Ultraschallwellen verstopfte Blutgefäße in bis zu 14 Zentimeter Tiefe auf.
Energieerzeugung
Dank einer hauchdünnen Beschichtung erzeugen Holzdielen elektrischen Strom, sobald eine Person über sie läuft.
Schwärme winziger Propeller, die wie Pflanzensamen durch die Lüfte fliegen, könnten die Luftqualität über große Areale messen.
Nanotechnologie
Neue Computerchips mit Nanoröhrchen aus Kohlenstoff sind energiesparend und halten der schädlichen kosmischen Strahlung besser stand.
Erstmals wurde ein Plasmaantrieb auf der Basis von Jod anstelle von teurem Xenon getestet, um Satelliten auf ihren Umlaufbahnen um die Erde zu halten.
In einem Nanomaterial entdeckten Forscher ein neues Phänomen, mit dem sich durch Licht erzeugte Ladungen mehrere Tage lang speichern lassen.
Neue Analysen zeigen, wie viel leiser Rotorblätter mit speziell aufgefächerten Hinterkanten sind.
Kernfusion
Mithilfe von Lasern erzeugten Forscher erstmals ein Plasma, das sich selbst aufheizt – ein wichtiger Schritt, um Kernfusion nutzbar zu machen.
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Mithilfe einer neuen elektrostatischen Reinigungsmethode lassen sich Solarmodule von abschattenden Staubschichten befreien.
Smarte Materialien
Mithilfe einer piezoelektrischen Faser stellten Materialforscher einen Stoff her, der Schallwellen in kleine Spannungspulse umwandelt und so hörbar macht.
In einem Experiment steuerten Forscher wenige Mikrometer kleine Drohnen mit winzigen Goldantennen mithilfe von Lasern durch eine Flüssigkeit.
Mit gespannten Kohlefaserbögen beschleunigt ein 30 Gramm leichter Roboter auf bis zu 100 Kilometer pro Stunde und springt bis zu 30 Meter hoch.
Analysen von Mondgestein ergaben, dass sich Katalysatoren und damit Sauerstoff und Treibstoffe direkt auf dem Mond gewinnen lassen könnten.
Eine neue Methode, die kleine Änderungen der Schwerkraft detektiert, könnte schneller und genauer vor Tsunamis warnen.
Photosynthese
Mittels Sonnenlicht erzeugen Cyanobakterien genug Strom, um einen Mikroprozessor zu betreiben.
Forscher haben eine wasserabweisende Haut aus lebenden Zellen gezüchtet, die sich passgenau um einen Roboter legt.
Eine zusätzliche Schutzschicht ermöglicht es erstmals, mit Perowskitsolarzellen länger als fünf Jahre Solarstrom ohne große Verluste zu erzeugen.
Umweltbelastung
Kleine Roboter aus einem neuartigen Schichtmaterial absorbieren beim Schwimmen winzige Plastikteile.
3D-Druck
Besondere Druckertinte aus Flüssigkristallen verleiht Objekten aus dem 3D-Drucker farbenfrohen Glanz.
Schallwellen
Ein überraschendes Phänomen – basierend auf Schallwellen – ermöglicht es, kleine Objekte kontrolliert zu bewegen und anzuordnen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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