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Metamaterialien
Forscher entwickelten zwei neue Modelle für Tarnkappen, die Wasserwellen um ein Objekt herumfließen lassen.
Materie
Metamaterial aus dünnen Kunststofffolien wirkt als akustischer Wellenleiter und könnte sich daher für Schalldämpfung und gerichtete Schallausbreitung eignen.
Der sogenannte Magneto-Resistance-Effekt (TMR-Effekt) kann möglicherweise zur Herstellung neuartiger Speicherchips führen.
Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart haben erstmals nachgewiesen, dass Flüssigkeiten über eine fünfzählige innere Symmetrie verfügen. Dieses Ergebnis ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der…
Erstmals nachgewiesener toroidale Strom im Festkörper kann helfen, die Hochtemperatursupraleitung zu verstehen
Forscher weisen Triplett-Supraleitung in ferromagnetischen Materialien nach und machen damit neue, stromsparende Detektoren möglich
In der Innenstadt ersetzt das längste supraleitende Kabel der Welt ein Kilometer lange übliche Leitung, kombiniert mit supraleitendem Überspannungsschutz.
Schwefelwasserstoff wandelt sich unter extrem hohem Druck zu einem Metall mit herausragender elektrischer Leitfähigkeit.
Terahertzstrahlen liegen zwischen Infrarotstrahlen und Mikrowellen und finden immer mehr Anwendungen. Ein internationales Forscherteam entwickelte nun aus Supraleitern eine viel versprechendes Terahertz-Modul.
Winzige Quantenpunkte weisen einen Weg auf, zukünftige Computerchips noch schneller und ihre Strukturen noch kleiner zu gestalten.
Die Sprungtemperatur des Schmiermittels Molybdändisulfid verändert sich signifikant mit der Schichtdicke, Forscher wollen das für Transistoren nutzen.
Graphen
Physiker entdeckten, dass zwei aufeinandergestapelte Schichten aus Graphen den elektrischen Strom bei tiefen Temperaturen verlustfrei leiten können.
Ein Rastertunnelmikroskop macht die magnetische Struktur von stark korrelierten Elektronensystemen sichtbar – Atom für Atom.
Elektrischer Widerstand
In der 256. Folge unseres Podcasts erklärt Uwe Bovensiepen, wieso der elektrische Widerstand in manchen Materialien ab einer bestimmten Temperatur plötzlich abfällt.
Festkörperphysik
Viele Materialien leiten elektrischen Strom ohne jeden Widerstand – bislang allerdings nur unter extremen Bedingungen. Weltweit wird daran gearbeitet, das zu ändern.
Entdeckung widerspricht der Intuition von Physikern
Unter Hochdruck leitet eine chemische Verbindung aus Wasserstoff und Lanthan den elektrischen Strom bereits bei minus 23 Grad Celsius verlustfrei – ein neuer Rekord.
Winzige Heliumtröpfchen verlieren unterhalb von minus 271 Grad Celsius nicht nur jede innere Reibung, es können auch sogenannte Quantenstrudel darin auftreten.
Mit Metamaterialien lassen sich nach Lichtwellen nun auch Schallwellen auf völlig neue Wege leiten
Wenn Lichtwellen in die falsche Richtung gebrochen werden, sind extreme optische Elemente möglich – Physiker bauen Linse mit bisher kürzester Brennweite
Polymere sollen in Pipelines, Häusern und Kühlschränken angewendet werden.
Viele dünne Schichten isolieren besser als eine dicke. In Wintermonaten hält dieses Zwiebelschalenprinzip mit Kleidern warm und amerikanische Chemiker führte es nun zu dem besten festen Wärmeisolator, der jemals entdeckt wurde.
Titannitrid-Filme zwischen Supraleiter und idealem Isolator
Neues Material mit einer speziellen Noppenstruktur stellt selbstreinigende Effekte von Teflon, Entenfeder und Lotus-Effekt-Werkstoffen in den Schatten
An vielen kleinen Nägeln, aufgebracht auf Metalle und Glas, perlen nicht nur Wasser und Öl einfach ab.
Bleiben einzelne Plätze in einem Kristall leer oder nehmen Fremdatome die Plätze ein, so verändern sich die elektrischen Eigenschaften eines Halbleiters.
Neue Materialien aus Kunststoff, die Polarpolymere, kühlen sich bei einer angeschlossenen Spannung effektiv ab und ebnen den Weg zu einer eleganteren Kältetechnik
Wissenschaftler zeigen den Zusammenhang zwischen den mechanischen Eigenschaften eines Glases und seiner inneren Struktur.
Ein neuer Ansatz für den sogenannten 4D-Druck komplexer Strukturen soll zu Fortschritten in der Robotik und der Biomedizin führen.
Analysen und komplexe Simulationen helfen dabei, die hohe Stabilität dieser jungen Materialklasse zu erklären.
Simulationen zeigen, dass aus Flüssigkeiten in elektrischen Feldern auf Knopfdruck feste Kristalle wachsen können.
Solarenergie
Ein neuartiges Solarfenster lässt sich zwischen einem durchsichtigen und einem verdunkelten, photovoltaisch aktiven Zustand hin- und herschalten.
Mit Computersimulationen und Spektroskopie suchen Forscher die optimalen Substanzen für eine CO2-Abgaswäsche
Raumtemperatur genügt für effiziente Gewinnung von Wasserstoff für Brennstoffzellen
Ähnlich wie die Haut vertrockneter Früchte werden sehr dünne Filme aus Kunststoff runzlig, wenn sie mechanischem Stress ausgesetzt werden.
Mit einem neuen Ansatz lässt sich nun schneller und genauer abschätzen, wie stark Meerwasser den Sand von Stränden abträgt.
Nanodrähte aus Zinkoxid zeigen eine für kristalline Materialien überraschende Elastizität.
Physiker loten Tempogrenzen für elektronische Schaltkreise aus
Sie formen bizarre Brücken und flache Terrassen. Mineralien aus heißen Quellen setzen sich fortwährend ab und lassen die Kalkformationen um bis zu fünf Millimeter pro Tag wachsen.
Stahl ist eines der wirtschaftlich bedeutendsten Materialien überhaupt. Mithilfe neuer Forschungsansätze versuchen Forscher, neue Stähle für die Industrie zu entwickeln.
Eine hierarchisch aufgebaute Nanostruktur könnte zu einer deutlich längeren Lebensdauer des Werkstoffs führen.
Neues Verfahren könnte Weg für Massenfertigung von Displays und Sensoren ebnen.
Dank einer Mikrostruktur hält Schnee einer Belastung bis zu einem kritischen Wert stand.
Nanotechnologie
Materialforscher stellten ein neues Nanomaterial her, das etwa das Zweihundertfache seines Eigengewichts tragen kann.
Übergangstemperatur zum supraleitenden Zustand liegt bis zu vierzig Prozent über dem bisherigen Literaturwert.
Aus der Kombination von Elektronik und Magnetismus versprechen sich Forscher Bauteile mit ganz neuen Eigenschaften. In einigen Nischen kommen sie bereits zum Einsatz.
Durch Anlegen einer Temperaturdifferenz erzeugten Wissenschaftler einen Spin-Strom von einem Ferromagneten über eine Tunnelbarriere in einen Silizium-Halbleiter
Prozess eröffnet Weg zu spintronischen Computerchips, die Daten verarbeiten und zugleich dauerhaft speichern können
Aufgrund der in Ferromagneten vorhandenen „Austauschwechselwirkung“ unterscheidet sich die Energie von Elektronen mit verschiedenen Spin-Richtungen.
Die Spintronik verheißt die Grenzen der herkömmlichen Halbleitertechnologie zu übertreffen. In Zukunft könnten Spinwellen-Solitonen die Daten im Computer superschnell übertragen.
Material für Solarzellen eignet sich offenbar auch für extrem kompakte Schaltkreise der Zukunft.
Die Spintronik hat so wichtige Entdeckungen wie den Riesenmagnetowiderstands-Effekt und das spin-abhängige quantenmechanische Tunneln von Elektronen hervorgebracht.
In der Spintronik zeigen Elektronen, dass sie für weit mehr verwendet werden können als nur für Elektronik, nämlich wenn ihr Spin genutzt wird.
Carola Meyer sperrt Spins in Käfige aus Kohlenstoff-Molekülen und ist von der männlichen Übermacht in der Quantenphysik nicht zu beeindrucken.
Die flexible Stärke von Spinnenseide konnte ein amerikanisch-britisches Forscherteam elegant mit der harten Struktur und Stabilität von Kieselalgen in einem neuen Werkstoff vereinen
Nanostruktur der natürlichen Fasern beeinflusst Ausbreitung mechanischer Wellen auf einzigartige Weise.
Nach vielen Forschungsansätzen schlagen amerikanische Forscher ein Design für einen Spin-Transistor vor, der mit herkömmlicher Silizium-Technologie hergestellt werden könnte. Ihre Idee hofft nun auf die Umsetzung im Labor.
Rastertunnelmikroskop offenbart elektronische Eigenschaften einzelner Atome wie eine Hochgeschwindigkeitskamera
Zementit, eine Verbindung aus Eisen und Kohlenstoff, zeigt in Simulationen ein überraschendes Verhalten.
Tinte mit goldenen und silbernen Nanopartikeln zeigt nach UV-Bestrahlung Texte und Bilder nur für kurze Zeitspannen
Mit Rastertunnelmikroskopen können Korrosionsprozesse auf molekularer Ebene beobachtet werden. Chemische und physikalische Prozesse an den Oberflächen von Metallen und Halbleitern lassen sich damit genau untersuchen und darauf für neue Anwendungen…
Neutronen dienen der Wissenschaft als eine Art Supermikroskop – mit ihrer Hilfe erhalten sie einzigartige Einblicke in die Materie. Eine besonders effiziente Methode, um Neutronen zu erzeugen, ist die Spallation.
Komplexe, dreidimensionale Origamistrukturen leiten Schallwellen variabel in beliebige Richtungen.
Mit Terahertzwellen wollen Forscher schnelle und genaue Hautuntersuchungen ermöglichen und auch Hautkrebs früh aufspüren
Schrumpfen die Strukturen auf modernen Computerchips schon auf Maße unter 65 millionstel Millimeter, suchen Forscher intensiv nach noch kleineren Bauteilen. Ein winziges Modul auf der Basis einer Farbstoff-Solarzelle kann hierfür als lichtgesteuerter…
Werkstoffe
In der 318. Folge stellt Holger Böse unterschiedliche Werkstoffe vor, die eigenständig auf äußere Reize – wie etwa Licht oder Wärme – reagieren.
Mit Wirbeln in magnetischen Materialien lassen sich Daten bald vielleicht nicht nur platzsparender, sondern auch deutlich energieeffizienter speichern und verarbeiten.
Neue Materieform vereint bisher bekannte Kristalltypen
Theoretische Modelle können bei der Suche nach Supraleitern bei Raumtemperatur nur eingschränkt helfen.
Fehler in den Kristallen eignen sich für die kleinsten Schalteinheiten, die sogenannten Qubits.
Thermoelektrische Module könnten Abwärme von Kraftwerken nutzen
Werkstoff könnte Grundlage für extrem sichere Wasserstofftanks bilden
Überraschender Effekt für die widerstandslose Stromleitung bei eisenhaltigen Kristallen entdeckt
Mathematische Physiker müssen tief in die theoretische Werkzeugkiste greifen, um das Tropfen zu erklären. Die Idee der Selbstähnlichkeit hilft ihnen dabei.
Bionik
Ein neues Glas nach dem Vorbild des Glasflügelfalters ist nicht nur besonders transparent – es stößt auch verschiedenste Flüssigkeiten ab.
Leben
Extrem wasser- und blutabweisende Oberflächen erlauben vielfältige Anwendungen – von selbstreinigenden Solarzellen, die Licht besonders effizient sammeln, bis hin zu leistungsfähigeren Herz-Lungen-Maschinen.
Mit kurzen Laserpulsen bearbeitete Metalloberflächen benötigen keine zusätzliche Beschichtung, um Wassertropfen und Staub abperlen zu lassen.
Eine neue Beschichtung aus superhydrophober Farbe und Klebemittel bleibt selbstreinigend, auch wenn sie Kratzer aufweist.
Versuche mit Wassertröpfchen zeigen, dass eine noch ungeklärte Selbstorganisation für das scheinbar zufällige Strömungsverhalten von roten Blutkörperchen verantwortlich ist.
Forscher imitieren die Nanostrukturen auf den Deckflügeln von Bockkäfern, um eine erstaunlich reflektierende Kunststofffolie zu entwickeln.
Wasser repariert sichtbare Schäden an einer neuen Kunststoff-Beschichtung.
Forscher ahmten den Aufbau menschlicher Haut nach und verliehen so auch einer harten Oberfläche selbstheilende Eigenschaften.
Fluide
Aus einer speziellen Mischung aus Wasser, Glycerin und Mikropartikeln formten Physiker Seifenblasen mit einer besonders stabilen Hülle.
Polizisten tragen ungern schusssichere Westen, weil sie schwer und starr, also unbequem sind. Eine US-Erfindung soll jetzt bequeme, flexible Schutzwesten möglich machen, die erst in bedrohlichen Situationen verhärten: Per Knopfdruck schaltet die…
Heuristische Techniken verbessern das Simulieren von Menschenmengen und großen Tiergruppen in Bewegung
Dunkelfeld-Methode zeigt Strukturveränderungen im menschlichen Gewebe
Die Art und Weise, wie sich einzelne Mikroorganismen durch eine Flüssigkeit bewegen, legt die gemeinsame Fortbewegung und das Phasenverhalten fest.
Aus Kohlenstoff bestehen viele altbekannte und nagelneue Materialien mit vielseitigen Eigenschaften. Nach Ruß, Nanoröhrchen, Fullerenen oder Kohlefasern, Graphit oder Diamant fertigten nun amerikanische Forscher ein nach eigenen Angaben extrem festes…
Silberchloridpartikel verhalten sich unter UV-Licht wie lebende Einzeller – Neues Prinzip für autarke Nanomaschinen
Chiphersteller fürchten das Ende der Siliziumära für ihre leistungsstarken Prozessoren. Quanteneffekte und eingefangene Elektronen könnten schon in wenigen Jahren zuverlässige Schaltvorgänge der Nanometer kleinen Transistoren empfindlich stören.…
Lebensmittel
Durch einen kleinen Zusatz bilden sich die gewünschten Kristalle in der Kakaobutter deutlich leichter als in herkömmlichen Verfahren.
Für ultraschnelle Datenspeicher kann mit polarisierten Laserpulsen eine magnetische Orientierung zerstört und umgedreht neu aufgebaut werden
Mit einem Phasenwechsel-Modell für Menschenströme erkennt ein Computer kritische Momente in Echtzeit
Eiskristalle
In der 253. Folge unseres Podcasts erklärt Martin Schneebeli vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Davos, wie Schnee entsteht und wie er sich im Lauf der Zeit verändert.
Erosion
Mit einer neuen Methode lässt sich der Einfluss von Haftkräften zwischen Staubkörnern auf Erosionseffekte im Detail analysieren.
Auch in der Nanowelt treten Reibungskräfte auf und müssen für den Aufbau zukünftiger Nanomaschinen beachtet werden. Wissenschaftler haben nun die Reibungsphänomene auf atomarer Ebene analysiert.
Physik hinter den Dingen
Eine dünne Wasserlage zwischen Eis und Kufe ist dafür verantwortlich, dass man auf Schlittschuhe so leicht dahingleiten kann. Aber wie entsteht diese Wasserlage?
Kunstprodukt stabiler als das Innere von Muschelschalen – Anwendung für feste, durchscheinende Beschichtungen aus günstigen Rohstoffen möglich.
Licht
Eine mit Wassertropfen benetzte Oberfläche erscheint je nach Einfallswinkel des Lichts und Blickwinkel eines Betrachters in verschiedenen Farben.
Bundesministerin gratuliert Leibnizpreisträgern zu herausragenden Leistungen
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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