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Forschung – gefördert vom BMBF
Physiker und Mediziner arbeiten zusammen, um die Struktur von Herzmuskelzellen hochaufgelöst abzubilden und die Ursachen von Herzmuskelerkrankungen zu verstehen.
Photodetektoren
Der richtungsempfindliche Hörsinn von Geckos inspirierte Physiker zu einem Sensor, der neben der Intensität auch die Richtung von auftreffenden Lichtwellen misst.
Meteorologie
In der 270. Folge unseres Podcasts erklärt George Craig, wie sich Sonne, Wind und Regen vorhersagen lassen.
Ökonophysik
Anhand von nur zwei Parametern liefert eine neue Methode erstaunlich gute Prognosen für das zu erwartende Bruttoinlandsprodukt eines Staates.
Bildgebungsverfahren
In der 266. Folge unseres Podcasts spricht Volker Behr über ein neues medizinisches Bildgebungsverfahren, das auf winzigen magnetischen Partikeln basiert.
Im Projekt NOVA entsteht eine Onlineplattform, auf der Forscher ihre Messdaten – dreidimensionale Modelle von Insekten – gemeinsam nutzen können.
Thermodynamik
In der 262. Folge unseres Podcasts erzählt Dieter Braun, warum sich auch Physiker für den Übergang von unbelebter zu belebter Materie interessieren.
Vielteilchensysteme
Beim Tragen einer schweren Last zeigen Ameisen ein kollektives Verhalten, das sich mit physikalischen Vielteilchenmodellen beschreiben lässt.
Materialforschung
Hochaufgelöste Aufnahmen von Oberschenkelknochen zeigen den besonderen Aufbau aus harten Mineralen und flexiblen Proteinen auf Nanoebene.
Um die Wirkweise von bestimmten Viren besser zu verstehen, untersuchen Forscher diese mit dem weltweit stärksten Röntgenlaser – dem European XFEL.
Biomechanik
Platzende Gasbläschen in der Gelenkflüssigkeit lassen unsere Finger knacken, wie eine Computersimulation nun bestätigt.
Bionik
Forscher haben die Flügel von Ohrwürmern untersucht und die ausgeklügelte Falttechnik auf ein künstliches Modell übertragen.
Neuronale Netze
Ein neu entwickeltes elektronisches Modul – ein Memtransistor – vereint die Eigenschaften eines Transistors mit denen eines Speichermoduls.
Baustoffe
Ein neues Verfahren steigert die Stabilität von Holz um etwa das Zwölffache, wodurch der natürliche Baustoff eine Alternative zu Stahl bietet.
Forscher ahmten den Aufbau menschlicher Haut nach und verliehen so auch einer harten Oberfläche selbstheilende Eigenschaften.
Physik hinter den Dingen
Vögel orientieren sich am Magnetfeld der Erde. Ihr Magnetsinn entsteht im Auge – und beruht auf einem quantenmechanischen Effekt.
Weht der Wind zu stark, klappt der Regenschirm nach oben um. Ursache ist die Strömungsmechanik: Der Wind erzeugt einen Aufwärtssog.
Selbstorganisation
Mit elektrischen Feldern lässt sich ein winziger Roboterarm – zusammengesetzt aus Erbgutsträngen – schnell und kontrolliert steuern.
Mit einem weichen, flexiblen Kunststoff und einer Kochsalzlösung ahmten Forscher das elektrische Organ von Zitteraalen nach.
Mikroskop
Ein molekulares Kraftmikroskop eröffnet Forschern einen neuen Blick auf die Dynamik biologischer Zellen.
Technik
Vom Körper reflektierte Mikrowellen bilden die Grundlage, um Vitalfunktionen ohne jeden Körperkontakt zuverlässig aufzuzeichnen.
Aerodynamik
Die haarigen Flugschirme des reifen Löwenzahns zeigen im Windkanal eine verblüffende Aerodynamik.
Materie
Neuartige Polymere können gebrochene Bindungen selbständig heilen und damit die Lebensdauer von Kunststoffen deutlich verlängern.
Mit einer elektronischen Schaltung konnten Wissenschaftler neuronale Aktivität simulieren und so Wahrnehmungsprozesse technisch nachbilden.
Reflexion
Pflanzen locken bestäubende Insekten an, indem sie ihre Blüten mithilfe von Lichtreflexionen in blauen Farbtönen schillern lassen.
Forscher präsentieren ein Kryo-Elektronenmikroskop, das mit relativ langsamen Elektronen eine überraschend hohe Bildauflösung erreicht.
Leben
Mit Laborversuchen haben Physiker herausgefunden, warum in den Fangtrichtern von Ameisenlöwen meist die richtige Beute landet.
Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera offenbaren, wie Pilzsporen mit vieltausendfacher Erdbeschleunigung nach oben geschleudert werden.
Neuer Werkstoff haftet auch an feuchten Flächen und könnte sich etwa für neuartige Wundpflaster eignen.
Der Prototyp eines flexiblen Schwimmroboters wird durch eine Kombination aus Hydrogel und dielektrischem Elastomer angetrieben.
Nach dem Vorbild von Zikadenflügeln verhindert ein neues Material die Benetzung mit selbst kleinsten Tröpfchen.
Eine neuartige Miniaturkamera kombiniert Weitwinkel- mit Teleaufnahmen und könnte sich unter anderem für medizinische Anwendungen eignen.
Neue Methode benötigt nur noch sehr geringe Mengen an radioaktiven Substanzen, um detaillierte Bilder zu erhalten.
Ein lernfähiger Algorithmus offenbart die beste Strategie für Zugvögel, um mithilfe von Aufwinden möglichst viel Höhe zu gewinnen.
Die Tiere halten ihre Beute mit einem stark viskosen Sekret auf der Zunge fest, die neuen Ergebnisse stellen die Saugnapftheorie infrage.
Kurze Laserpulse offenbaren die Zeiten, in denen die Energie des Sonnenlichts durch Grüne Schwefelbakterien transportiert wird.
Neues Verkehrsflussmodell auf der Basis von Handydaten zeigt, dass schon wenige Umwege den Verkehr beschleunigen.
Physikalische Kräfte sollen die komplexe Struktur des menschlichen Hirns besser als biologische und chemische Faktoren erklären.
Forschern gelingt es, elektronische Komponenten mit einem ionischen Leitsystem in lebenden Pflanzen zu koppeln.
Forschern gelingt erster Schritt hin zu medizinischen Prothesen mit integriertem Tastsinn, allerdings liegt die Verknüpfung mit Nervensystemen noch in ferner Zukunft.
Stochastische Modelle zeigen, wie Doppelinfektionen das Risiko plötzlicher Ausbrüche erhöhen.
Schonende Fluoreszenzmikroskopie soll dynamische Zellprozesse über einen längeren Zeitraum als bisher verfolgen können.
Ein genauer Blick auf die Bestandteile der Milch zeigt, wie dessen typische Farbe zustande kommt.
Sein außergewöhnlicher Knochenbau bringt dem kleinen Meerestier mechanische Vorteile, wie 3D-Modelle zeigen.
Neuroforscher rollen elektronische Bauelemente zu winzigen Knäueln zusammen und injizieren sie dann in biologisches Gewebe.
Über elektrische Spannungen lässt sich die Kontraktion von Zwiebelzellen nach Wunsch steuern.
Geringe Häufigkeit von schweren Isotopen in Sauerstoffmolekülen deutet auf biologischen Ursprung hin und könnte als Marker für organisches Leben dienen.
Die Tiere passen ein Netz aus Nanokristallen in ihrer Haut aktiv an und reflektieren dadurch nur bestimmte Wellenlängen.
Forscher vergrößern biologische Proben mithilfe von Polymeren und können so auch winzige Strukturen mit einfachen Lichtmikroskopen beobachten.
Mit einem neuen Messaufbau lassen sich sowohl mechanische Eigenschaften als auch zelluläre Kräfte präzise bestimmen.
Eine synthetische Zelle aus dem Labor verformt und bewegt sich von alleine.
Eine Studie zeigt, wie sich das schwimmende Bakterium Escherichia coli in der Nähe von Oberflächen verhält.
Forscher halten einen zentralen Schritt der Photosynthese erstmals in einem molekularen Film fest.
Polymermoleküle reagieren mit Farbwechsel und Fluoreszenz auf geringste Wassermengen – genaue Kartierung winziger Schweißporen in den Fingerkuppen möglich.
Durch rhythmisches Bewegen ihrer Schale graben sich Schwertmuscheln rekordschnell durch den Sand – Roboter könnten das nachahmen.
Mittels Hochgeschwindigkeitstomografie filmen Forscher die Bewegung von Hüftgelenken eines krabbelnden Käfers.
Eine neue Röntgentechnik ermöglicht es, die Strukturen lebender Zellen im Nanometerbereich abzubilden.
Forscher entwickeln einen neuartigen Klebestreifen, der haftsicher und selbstreinigend ist wie ein Geckofuß.
Forscher schleusen erstmals ferngesteuerte Nanoteilchen in lebende menschliche Zellen ein.
Physiker vollziehen anhand eines Computermodells nach, wie die Haut zusätzlich aufgenommenes Wasser unbeschadet wieder abgibt.
Wissenschaftler studieren die Vorgänge in Mikroorganismen, um existierende Zellen zu verändern und vielleicht einmal Zellen mit neuen Eigenschaften künstlich herzustellen.
Extrem wasser- und blutabweisende Oberflächen erlauben vielfältige Anwendungen – von selbstreinigenden Solarzellen, die Licht besonders effizient sammeln, bis hin zu leistungsfähigeren Herz-Lungen-Maschinen.
Gesetze der Mechanik erklären, wie es zu Verrenkungen und Verletzungen kommen kann. Die Kraft und das richtige Zusammenspiel der Muskeln helfen, solche Überbelastungen zu vermeiden.
Versuche an lebenden Zellen geben erste Hinweise auf die Giftigkeit von Nanopartikeln, die bereits in vielen Produkten genutzt werden.
Mit einem neuen optisch-spektroskopischen Verfahren lassen sich lebende Zellen nanometergenau abbilden.
Neues Verfahren für stabile und leistungsstarke Elektronikfolien: Flexible Transistoren haften auf Haut, Augen und Organen.
Polarforscher lüften Geheimnis ihrer Gruppenbewegungen – mit einem Modell für Verkehrsstaus.
Pilze erzeugen einen Auftrieb, über den sich Sporen selbst bei Windstille verbreiten können.
An den Hinterbeinen der Zikaden synchronisiert eine mechanische Struktur die Beine für den Sprung.
Kapseln aus Nanostrukturen sollen zukünftig Medikamente im Körper gezielt freisetzen.
Winzige Öltröpfchen werden fast vollständig aufgesammelt, angetrieben durch eine physikalische Wechselwirkung.
Sind Pendeluhren oder andere Oszillatoren gekoppelt, können sie sich miteinander synchronisieren. Dieses Konzept aus der Physik hat viele Anwendungen in Biologie und Medizin.
Die Temperatur im Innern von Zellen kann mit winzigen Diamantstücken vermessen werden, die in die Zelle eingebracht werden.
Kombination zweier Methoden erlaubt es, auch schnelle Bewegung räumlich und zeitlich gut aufzulösen.
Damit der Mensch abschätzen kann, wo sich die Dinge, die er sieht, genau befinden, verlässt sich sein Gehirn auf Eigenschaften der Perspektive und eigene Erfahrungen.
Neue Konstruktion verzichtet auf schwere Elektromotoren und nutzt filigranen Flügelantrieb aus piezoelektrischen Materialien.
Geschickte Kopplung Hunderter Lichtsensoren soll den Blick von Minidrohnen und Endoskopen für medizinische Diagnosen erweitern.
Diamantsensoren ermöglichen dreidimensionale Bestimmung von Magnetfeldern in lebenden Zellen.
Nach biologischem Vorbild haftet eine selbstklebende Bandage durch Tausende von Mikronadeln, deren Spitzen nach dem Einstechen anschwellen.
Netzwerk aus fettumhüllten Wassertropfen leitet elektrische Signale und ahmt Muskelbewegungen nach.
Experiment beantwortet Streitfrage: Die natürliche Biegsamkeit der Insektenflügel verleiht den Tieren in der Luft mehr Tragkraft als steife Flügel.
Winziger Spiegel lenkt das Licht eines Fluoreszenzmikroskops um und ermöglicht so eine seitliche Beleuchtung.
Forscher übertragen selbstorganisierende Kristallisation bei Meeresschwämmen auf künstliche Fasern und erhalten flexibles Biomineral.
Ein optimiertes Magnetresonanzverfahren erlaubt über die Variation schnell wechselnder Magnetfelder eine genauere Beurteilung von Tumoren.
Hochgeschwindigkeitsvideos enthüllen, dass die Wassertiere ihren starken Saugmechanismus anders generieren als erwartet.
Nicht die Dreiecksform der Schwanzflossen ist für den optimalen Vortrieb verantwortlich, sondern ein Vorderkantenwirbel.
Forscher untersuchen den geschickten Aufbau von Biomaterialien, vor allem die variierenden Kombinationen von brüchigen Mineralien und weichen Biopolymeren, die die Naturstoffe robust und zäh machen.
Zeitliche Asymmetrie wie Hinken verbraucht deutlich mehr Energie als das gleichmäßige Setzen eines Fußes vor den anderen.
Ein lichtempfindlicher Chip, der in die Netzhaut eingebettet wird, könnte erblindeten Menschen das Sehvermögen wiedergeben.
Mit einem Cochlea-Implantat können viele stark schwerhörige oder sogar taube Menschen wieder hören. Forscher arbeiten derzeit an neuen Systemen, die die Nervenzellen mit Licht statt wie bisher mit Strom reizen.
Gezielt zusammenbaubare Erbgutstränge können als Maßstäbe im Nanometerbereich dienen und superauflösende Mikroskope kalibrieren.
Partikel ohne giftige Schwermetalle zirkulieren durch Kreislauf im Tierversuch und liefern kontrastreiche Aufnahmen von winzigen Krebsgeschwüren.
Über den Transport von Elektronen können die Mikroorganismen in einem Stoffwechselprozess giftigen Schwefelwasserstoff im Meeresboden abbauen.
Die Struktur ihrer Haut erlaubt es einigen Arten, den optischen Effekt der Polarisation zu umgehen – das könnte sie unsichtbar für Fressfeinde machen.
Hochenergetische Röntgenstrahlen und verbesserte Bildgebung liefern schärfere 3D-Bilder – Hoffnung auf kompakte Synchrotronquellen für den Klinkalltag
Zweck der ungewöhnliche Zungenform mit flexiblen, halbrunden Furchen ist die Maximierung von Kapillarwirkung und Nektarfluss.
Die wenigen Haare leiten Wärme von der Körperoberfläche ab und schützen die Dickhäuter so vor Überhitzung.
Neuer Algorithmus hilft, neuronale Kommunikation im Gehirn zu verstehen.
Eine Art des Sonnentau zieht ihre Beute mit rasch zusammenklappenden Einwegtentakeln in ihre klebrige Mitte.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
