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Materie
Supraleitende Eigenschaften lassen sich elegant auf dünne Kristallschichten aus Wismuttellurid übertragen
Mithilfe kurzwelliger Elektronenstrahlen können die Wissenschaftler direkt verfolgen, was in Kristallgittern beim Abkühlen oder Erhitzen, Stauchen oder Dehnen einer Materialprobe vor sich geht.
Ohne Verunreinigungen erstarrt Wasser erst weit unter Null Grad - Entdeckung hat Bedeutung für Klimamodelle
Das sogenannte DNA-Origami eignet sich für die Synthese von komplexen Strukturen aus Zehntausenden von künstlichen Erbgutmolekülen.
Optische Mikroskope erreichten vor hundert Jahren ihre größtmögliche Auflösung, wurden später aber in vielfältiger Weise weiterentwickelt.
Reflektierte Elektronenwellen offenbaren detaillierte Ursachen für Leitfähigkeit und Magnetismus
Schaltbare Werkstoffe regulieren Wärme, Druck oder Säuregrad selbstständig - Anwendung für medizinische Therapien, Gebäudeautomation und Laboranalysen denkbar.
Einfache Reaktionen laufen im Labor zunehmend nicht mehr in Reagenzgläsern und Erlenmeyerkolben ab. Lab-on-Chip-Module mit zahlreichen Mikrometer dünnen Kanälchen, durch die Chemikalien fließen, sind auf dem Vormarsch. Und sie werden immer…
Messungen an der Strahlenquelle HASYLAB zeigen, dass natürliches Methanhydrat aus größeren Kristallen besteht als künstlich im Labor erzeugtes.
Metamaterialien sind künstlich hergestellte Werkstoffe mit optischen, elektrischen oder magnetischen Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen.
Sie brechen das Licht in die "falsche" Richtung und lassen Objekte unsichtbar werden: Metamaterialien stoßen auf immer größeres Interesse bei den Wissenschaftlern.
Schallverzerrende Wirkung mancher Materialien wird durch neue Aluminiummembran mit gegensätzlichen akustischen Eigenschaften neutralisiert.
Neues Material eignet sich für flache Linsen als Herzstück möglicher neuartiger Module.
Das Eintauchen in Aluminiumverbindungen ermöglicht günstige Fasern für flexible Elektronik.
Materialforschung
Ein neues Material, zusammengesetzt aus Metallatomen und organischen Molekülen, zeigt erstmals auch bei Raumtemperatur stabile magnetische Eigenschaften.
Neuer Werkstoff für gewagtere Konstruktionen von Häusern und Brücken oder langlebige Implantate
Um ganz neue Materialeigenschaften zu erzeugen, greifen Wissenschaftler gezielt in die Ordnung von Atomen in Metallen ein.
Metalle sind extrem vielseitig. Sie leiten Strom und Wärme, sind bei Raumtemperatur entweder hochfest oder weich wie Butter. Metalle sind mit Abstand die häufigsten Elemente des Periodensystems.
Elastisches, filigranes Netzwerk aus einer Nickel-Phosphor-Verbindung eignet sich für Isolatoren und Akku-Elektroden.
Ein amerikanisch-britisches Forscherteam hat eine mögliche Erklärung für die so genannten Hochtemperatursupraleitung gefunden. Die Forscher haben Metalle untersucht, die aus organischen Molekülen aufgebaut sind. Dabei fanden sie einen auch in…
Feine Struktur aus Titandioxid soll komplexe und teure Optiken ersetzen – etwa in Mikroskopen oder Smartphones.
Neuartige, thermoelektrische Kristalle zeigen dank „flüssiger“ Ionen hohe Wirkungsgrade
Natrium gibt thermoelektrischen Kraftwerken einen Leistungsschub
Thermoosmotischer Effekt nutzt Abwärme bereits bei geringen Temperaturen von unter hundert Grad Celsius, um hydraulischen Druck aufzubauen.
Forscher entwickeln kleine, mobile Entsalzungsanlagen aus Aluminium-Nanostrukturen, die eine hohe Effizienz zeigen.
Ein neuartiges Membran-Material ist unempfindlich gegen Chlor und vereinfacht damit herkömmliche Entsalzungsprozesse
Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan: Nur wenige Metalle stehen für Dauermagnete zur Verfügung. Auf der Suche nach neuen Magnetmaterialien wurden kanadische Wissenschaftler fündig. Sie stellten metallorganische Verbindungen her, die erstmals bei…
Über den Einbau von Selen-Atomen kontrollieren Forscher das optische Verhalten von Molekülen
Physiker fräsen mit heißen Silizium-Nadeln filigrane Strukturen in Glas und Kunststoff
Die Oberflächenstruktur der Mottenaugen zeigt, wie hochwertiges Entspiegeln einfacher und günstiger zu machen ist - auch für UV-Licht und hohe Laserenergien
Ableiten und Integrieren mit Lichtwellen – analoge Prozessoren aus Metamaterialien könnten das künftig möglich machen.
Die Untersuchung einer neuen Klasse von Hochtemperatursupraleitern mit Synchrotronstrahlung bei hohen Drücken bestätigt die theoretischen Vorhersagen.
Forschung – gefördert vom BMBF
Dieser Forschungsbereich umfasst unter anderem Analysen der Struktur und Dynamik von Festkörpern sowie den Aufbau und das Verhalten von Makromolekülen.
Festkörper und Flüssigkeiten, Gase und Plasmen, Halb- und Supraleiter, Gläser und Magnete – Materie gibt es in einer ganzen Fülle an Formen.
Im Auto und in vielen industriellen Produktionsprozessen verpufft eine Menge Energie als Wärme. Mit thermoelektrischen Materialien könnte die Abwärme genutzt und so weniger Energie vergeudet werden.
Neuer Werkstoff haftet auch an feuchten Flächen und könnte sich etwa für neuartige Wundpflaster eignen.
Kombination der beiden Elemente könnte für Datenspeicherung interessant sein.
Neue Analysemethode auf der Basis einer Nobelpreis-Entdeckung
Die Datenspeicherung verlangt nach immer kleineren magnetischen Strukturen. Doch es reicht nicht, herkömmliche Technik einfach auf einen kleineren Maßstab zu übertragen.
Magnetische Materialien sind technisch seit langem von großer Bedeutung. Dabei müssen die magnetischen Eigenschaften je nach Anwendung unterschiedlich sein.
Materialien
Kleine Verunreinigungen verleihen Nanodiamanten magnetische Eigenschaften.
Physiker führen Magnetfelder abgeschirmt durch Supraleiter und magnetische Folien durch den Raum.
Forscher kontrollieren die magnetischen Eigenschaften hauchdünner Nanoinseln bei Raumtemperatur und sehen mögliche Anwendungen für leistungsfähigere Rechner.
Eine einzelne Lage Graphen zeigt bei Kontakt mit einem Magneten ferromagnetische Eigenschaften.
Winzige magnetische Strukturen, sogenannte Skyrmionen, lassen sich in dünnen Schichten bei Raumtemperatur stabilisieren.
Magnetismus
Forschern gelang es erstmals, nicht nur feste Materialien, sondern auch flüssige Tropfen dauerhaft zu magnetisieren.
Eisenreiche Salze helfen, verschmutzte Seifenreste nach dem Reinigen aus dem Wasser zu ziehen.
Ein ferromagnetisches Metall ist in Bereiche unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung aufgeteilt. Im Nanobereich herrscht eine kohärente Spinstruktur vor.
Nanotechnologie
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Nanoteilchen ordnen sich selbstständig zu komplexen Strukturen - Kontrolle über äußere Magnetfelder
Skelett eines Blattes ermöglicht filigrane Eisenkarbid-Strukturen für effiziente Katalysatoren
Physiker entdecken einen neuen Effekt, der sich für die magnetische Aufzeichnung und Speicherung von Daten eignen könnte.
Wie sieht der Magnetspin eigentlich aus? Mit speziellen Rastertunnelmikroskopen werfen Hamburger Physiker einen Blick auf den Magnetismus auf atomarer Ebene.
Ergebnisse von Berliner Physikern könnten zu neuen Spintronik-Schaltkreisen und effizienteren Supraleitern führen
Winzige Käsestückchen, Milch- und Öltropfen lassen sich mit magnetischer Levitation günstig und schnell analysieren
Der Magnetismus bildet unter anderem die Grundlage von Festplattenspeichern in der Computertechnik und macht Untersuchungen mit Kernspintomografie möglich.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Winzige Cluster aus 55 Goldatomen eignen sich für katalytische Prozesse, obwohl Festkörper aus Gold chemisch inert sind
Winzige Lücken in Graphen-Schichten könnten einen besseren Protonentransport in Brennstoffzellen ermöglichen.
Mit einem Kontrastmittel aus magnetischen Teilchen filmen Forscher die Blutzirkulation und die Bewegung der Arterien
Mit Hochdruck suchen Physiker nach Werkstoffen, die Strom ohne Widerstand leiten. Das Ziel der Forschung ist ein solcher Supraleiter für möglichst hohe Temperaturen. Finnische Forscher beobachteten nun beim leichtesten Metall überhaupt, Lithium, den…
Berstende Mikrokapseln können kleine Risse füllen und Leitfähigkeit der Elektroden erhöhen - Schutz vor gefährlichen Explosionen möglich
Anwendung für Weltraumkameras über weite Frequenzbereiche möglich.
Dinge sind schwarz, wenn sie kaum einen Lichtstrahl reflektieren. Jetzt präsentieren US-Forscher eine Methode, jede Metalloberfläche per Laser ultraschwarz zu machen: Ihre extrem kurzen Laserstöße verursachen winzige Grate und Furchen, die so gut wie…
Licht verändert Formen. Reagieren Flüssigkristalle und manche Polymergele mit einer langsamen Formänderung auf Lichteinfall, fanden japanische Forscher nun einen rasanten Strukturwandel in Kristallen.
Mikroskopisch kleine optische Modulatoren aus Graphen könnten für schnellere Informationsübertragung sorgen
Eine der kleinsten Lampen der Welt haben amerikanische Nanoforscher entwickelt.
Ein infraroter Laserpuls verändert kurzzeitig die Struktur eines Materials und senkt dessen elektrischen Widerstand schon bei Raumtemperatur auf Null.
Stefan Hell wurde für die Entwicklung der STED-Mikroskopie mit dem Nobelpreis für Chemie 2014 ausgezeichnet.
Beleuchtung steigert die elektrische Leitfähigkeit von Strontiumtitanat um das 400-Fache – Aussichten für bessere Computerchips.
Erstmals beobachten Forscher, wie sich halbleitende Metalloxide bei Lichteinfall verlängern
Ein lichtaktives und dehnbares Polymer erreicht eine verblüffend hohe Leuchtdichte – und das bei relativ niedrigen Spannungen.
Nanomaterial verändert die Farbe, wenn Giftfilter übersättigt sind
Magnetische Störstellen wandeln Kristalle zu einer neuen Halbleiter-Klasse für Datenspeicher und elektronische Schaltkreise
Starke Magnetfelder können winzige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff zwischen leitenden und halbleitenden Eigenschaften hin und her schalten
Lithium-Ionen-Akku
Winzige Nanostrukturen erleichtern den Einsatz von Siliziumanoden für leistungsstärkere Batterien.
Warum Kügelchen aus einem Hydrogel auf einer heißen Unterlage bis zu zehn Minuten lang in die Höhe springen, hat ein Forscherteam nun untersucht.
Theoretiker entwerfen neuen Werkstoff aus Kohlenstoff - fast so hart wie Diamant, doch sehr viel leichter
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG vergibt den höchsten deutschen Forschungspreis 2007 an den Leiter des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und Halle.
Zentimeter kleine Risse und Verschiebungen spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Lawinen.
Mithilfe von Laserpulsen ließ sich messen, wie lange Elektronen brauchen, um einzelne Atomlagen zu durchqueren.
Forscher berechnen den lichtgesteuerten Glas-Metall-Übergang.
Forscher orientieren winzige magnetische Strukturen mit einem Laserstrahl um und verfolgen diesen Prozess mithilfe von Synchrotronlicht.
Antimaterie
Mit einem für gewöhnliche Atome etablierten Kühlverfahren ließen sich nun auch Atome aus Antimaterie abkühlen.
Neue Methode offenbart sowohl Dynamik chemischer Reaktionen als auch Strukturänderungen der Moleküle
Mix aus organischen Substanzen speichert Ladungsträger und sendet über eine Stunde lang grünes Licht aus.
Wellen in der Ladungsverteilung verhindern in Hochtemperatursupraleitern den verlustfreien Stromfluss.
Robotik
Aus verschiedenen Materialien hergestellte Stränge üben – angetrieben durch Wärme, elektrische Pulse oder Alkoholdämpfe – größere Kräfte aus als menschliche Muskeln.
Erbgutstränge steuern Selbstorganisation von Nanoteilchen für funktionelle Werkstoffe – Farbe, Leitfähigkeit oder chemische Eigenschaften kontrollierbar.
Die in der Natur und im Labor zugänglichen Temperaturen reichen von einer Milliarde Grad im Zentrum der heißesten Sterne herad bis zu zwei Millionstel Kelvin.
Surrende Lüfter und Kühlrippen verhindern heute ein zerstörerisches Aufheizen von schnell getakteten Prozessoren. Aber auf der Wunschliste der Chiphersteller stehen sowohl leisere als auch Platz sparende Alternativen für eine effektive Kühlung.…
Thermische Leitfähigkeit der einatomigen Kohlenstoffschichten weit besser als von Kupfer
Der bekannteste und meist verwendete Weg der Kühlung besteht in dem Zusammenpressen und kontrolliertem Ausdehnen von Gasen.
Durch geschicktes Ausnutzen der Wechselwirkungen der magnetischen Momente von Atomen gelingt es, Temperaturen bis herab zu Mikrokelvin zu erreichen.
Entropie
Das Zusammenpressen und Ausdehnen eines verformbaren Materials bietet eine effiziente Alternative zu heutigen Kühlprozessen.
Dank einer Kältebehandlung lassen sich die extrem festen Materialien leichter verformen.
Laser
Ein Prototyp ebnet den Weg für winzige Detektoren, die sich künftig in Smartphones integrieren lassen könnten.
Eine dünne Folie kombiniert erstmals Drucksensor und Leuchtdioden zum biegbaren interaktiven Display.
Inspiriert vom menschlichen Blutkreislauf entwickeln Forscher ein Polymer, das nun auch größere Schäden eigenständig ausbessert.
Nanokapseln sollen im Körper von außen kontrollierbar Arzneien freisetzen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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