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Materie
Festkörper und Flüssigkeiten, Gase und Plasmen, Halb- und Supraleiter, Gläser und Magnete – Materie gibt es in einer ganzen Fülle an Formen.
Der israelische Physiker Daniel Shechtman erhält 2011 den Nobelpreis für Chemie.
Britische Forscher entwickeln elastisches Material, das durch schnelles Rühren flüssig wird - Anwendung als Biosensoren denkbar
Neues Material aus Kohlenstoff hält enormen Drücken von bis zu 1,3 Millionen Atmosphären stand.
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.
Die Erfindung des Transistors 1947 und der Kunstgriff der Dotierung brachten den Durchbruch für die Halbleiterindustrie.
Ob metallischer Glanz, Rost oder Reibung – die obersten Atomschichten einer Substanz bestimmen wesentlich, wie sie aussieht, wie sie reagiert und wozu sie alles nützlich sein kann.
Da sich sowohl die anorganische als auch die organische Materie aus den gleichen Bausteinen zusammensetzt, treffen in der Nanowelt die Fachbereiche Physik, Biologie und Chemie aufeinander.
In der Spintronik zeigen Elektronen, dass sie für weit mehr verwendet werden können als nur für Elektronik, nämlich wenn ihr Spin genutzt wird.
Um die Geheimnisse der Stoffe zu enthüllen, müssen große Maschinen und Geräte gebaut werden, die mit den Methoden der Streuung von Licht oder Teilchen arbeiten.
Biologen vertrauen seit langem auf den Blick durch Lichtmikroskope. Physiker entwickeln immer bessere Methoden, um das Auflösungsvermögen weiter zu erhöhen.
Bis heute wurde das Elektronenmikroskop stetig weiter entwickelt und ist ein wertvolles Instrument zur Untersuchung der Materie.
Rastersondenmikroskope gewähren uns einen Einblick in die Welt der Atome und Moleküle. Sie können dort zwar auch nicht „sehen“, aber sie tasten sich durch den Nanokosmos.
Neutronen werden verwendet, um Struktur und Eigenschaften von Materialien aufzuklären.
Neutronen sind eine außergewöhnliche Sonde, mit der kondensierte Materie untersucht werden kann.
Die Untersuchung einer neuen Klasse von Hochtemperatursupraleitern mit Synchrotronstrahlung bei hohen Drücken bestätigt die theoretischen Vorhersagen.
Simulationen zeigen, dass aus Flüssigkeiten in elektrischen Feldern auf Knopfdruck feste Kristalle wachsen können.
Neue Analysemethode auf der Basis einer Nobelpreis-Entdeckung
Winzige Kohlenstoff-Strukturen sollen die Verluste an Ladungsträgern verringern helfen.
Der Magnetismus bildet unter anderem die Grundlage von Festplattenspeichern in der Computertechnik und macht Untersuchungen mit Kernspintomografie möglich.
Physik hinter den Dingen
Auf offenem Meer folgen die Wellen immer der Windrichtung. An der Küste beobachtet man aber Wellen, die parallel zum Ufer laufen. Warum?
Fehler in den Kristallen eignen sich für die kleinsten Schalteinheiten, die sogenannten Qubits.
Strompulse aus einer Mikroskopspitze verursachen kontrollierte Drehungen der molekularen Räder.
Wasser repariert sichtbare Schäden an einer neuen Kunststoff-Beschichtung.
Piezo-Modul wandelt hoch effizient elektrische Spannungen in Bewegungen um - Anwendung als Minikraftwerk vorstellbar
Elastisches, filigranes Netzwerk aus einer Nickel-Phosphor-Verbindung eignet sich für Isolatoren und Akku-Elektroden.
Ohne Verunreinigungen erstarrt Wasser erst weit unter Null Grad - Entdeckung hat Bedeutung für Klimamodelle
"Osmotischer Schock" kann die Produktion vielseitiger Nanostrukturen vereinfachen.
Forscher entwickeln günstiges Verfahren für wasserabstoßende und selbstreinigende Oberflächen.
Partikel mit hoher Sprengkraft können kontrolliert gezündet werden und auf Knopfdruck Schub liefern.
Neuer Ansatz soll Wirkungsgrad von Solarzellen drastisch steigern helfen.
Mit Terahertzpulse beobachten Wissenschaftler, wie sich der elektrische Widerstand entwickelt.
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am Forschungszentrum ForWind erforschen den Treibstoff der Windenergie: Den Wind.
Halbleitende Nanokristalle legen Basis für großflächige und günstige Energiequellen.
Leitfähigkeit bleibt auf atomarer Ebene erhalten – keine Behinderung durch Quanteneffekt
In der Innenstadt ersetzt das längste supraleitende Kabel der Welt ein Kilometer lange übliche Leitung, kombiniert mit supraleitendem Überspannungsschutz.
Kupferoxid benötigt 400 Femtosekunden zur Ummagnetisierung.
Eisenreiche Salze helfen, verschmutzte Seifenreste nach dem Reinigen aus dem Wasser zu ziehen.
Bei den winzigen Rollen aus Kohlenstoff lassen sich Fehler in der Molekülstruktur am Fluoreszieren feststellen.
Mehrstufiger Prozess senkt Belastung durch Kupfer, Nickel und Cadmium unter Grenzwerte.
Effekt eröffnet den Weg für neue Experimente in der Quantenoptik.
Nanostruktur der Stachel könnte Vorbild für neue Baustoffe werden.
Überraschender Effekt für die widerstandslose Stromleitung bei eisenhaltigen Kristallen entdeckt
Lässt man Wasser aus einer Badewanne abfließen, entsteht über dem Abfluss ein kleiner Wirbel. Doch wie entscheidet sich, in welche Richtung sich das Wasser bewegt?
Neuartige, thermoelektrische Kristalle zeigen dank „flüssiger“ Ionen hohe Wirkungsgrade
Abfallprodukte der Papierproduktion eignen sich als Material für günstige und nachhaltig produzierte Batterie-Kathoden.
Patienten mit Herzschrittmachern können auf Kernspin-Untersuchungen hoffen, die für sie bisher zu gefährlich waren.
Ein neues Modell beschreibt, warum auf einer Oberfläche auseinanderströmendes Wasser eine vieleckige Form bilden kann.
Extrem dünne Trennschicht hilft, die hauchdünnen Halbleiter-Stapel leichter von der Unterlage zu lösen.
Nanokapseln sollen im Körper von außen kontrollierbar Arzneien freisetzen.
Günstigeres Produktionsverfahren für organische Solarzellen und Leuchtdioden.
Kontrollierte Brüche legen Basis für neues, günstiges Verfahren zur Produktion filigraner Nanostrukturen.
Innerhalb von 40 Femtosekunden wechselt erwärmtes Material unter Röntgenstrahlung zwischen drei Aggregatszuständen bis zum Plasma.
Der Hightech-Prozess zur Oberflächenbehandlung war in seinen physikalischen Details unverstanden – ein Rechenmodell schließt die Lücken.
Magma unter Pazifischem Vulkangürtel entsteht durch Flüssigkeiten, die in nur wenigen Hundert Jahren aufsteigen.
Graphenschichten müssen nicht perfekt sein, um in Flachbildschirmen und Schaltkreisen eingesetzt werden zu können.
Graphen besteht aus einer einzigen Lage wabenförmig angeordneter Kohlenstoffatome, ist aber zugfester als Stahl, fast durchsichtig, elektrisch leitend und vielfältig nutzbar.
Neuartiger Mikroprozessor soll zu schnelleren Analysen und Diagnosen führen.
Strukturen aus Kohlenstoff auf den Elektroden verbessern die Lade- und Entladerate deutlich.
Schaltbare Werkstoffe regulieren Wärme, Druck oder Säuregrad selbstständig - Anwendung für medizinische Therapien, Gebäudeautomation und Laboranalysen denkbar.
Sogenannter Marangoni-Effekt könnte auch leichte, autark schwimmende Roboter stundenlang antreiben.
Symmetrie
Obwohl Quasikristalle bereits vor 30 Jahren entdeckt wurden, sind viele ihrer Eigenarten noch nicht verstanden. Inzwischen könnten aus einer neuen Art von Quasikristallen Materialien mit besonderen Eigenschaften entstehen.
Kunstprodukt stabiler als das Innere von Muschelschalen – Anwendung für feste, durchscheinende Beschichtungen aus günstigen Rohstoffen möglich.
Elektrische Leitfähigkeit von Vanadiumoxid lässt sich über Spannungspulse steuern.
Flüssigkeit auf porösem Material könnte zum Beispiel Prothesen vor unerwünschtem Bakterienbewuchs schützen.
Neues Kohlenstoffmaterial aus Fullerenen ist ähnlich hart wie Diamant.
Polymere sollen in Pipelines, Häusern und Kühlschränken angewendet werden.
Über die Polarisation kann sich ein ferroelektrisches Material digitale Information ohne Stromfluss merken.
Dresdner Forscher drucken Magnetschalter auf Papier - Einfacher und günstiger Produktionsprozess erweitert Nutzen von gedruckter Elektronik.
Material lässt sich bis zum Zwanzigfachen seiner Länge dehnen und kehrt in seine Ursprungsform zurück.
Effekt in der Dynamik magnetischer Schichtsysteme verspricht neue Impulse für die Spintronik.
Supraleitende Eigenschaften lassen sich elegant auf dünne Kristallschichten aus Wismuttellurid übertragen
Fein strukturierte Oberfläche verringert die Blasenbildung im siedenden Wasser.
Mit Wirbeln in magnetischen Materialien lassen sich Daten bald vielleicht nicht nur platzsparender, sondern auch deutlich energieeffizienter speichern und verarbeiten.
Chemiker treiben thermoelektrische Werkstoffe durch geschickte Strukturierung und Dotierung zu höheren Wirkungsgraden.
Abhängig von der Temperatur schrumpfen spezielle Nanoröhrchen zusammen oder dehnen sich aus und könnten so als winzige Molekularpumpe dienen.
Forscher blicken erstmals molekülgenau auf den Kristallisationsprozess von Wasser.
Hybridmaterial eröffnet neue Perspektiven für die photoelektrochemische Wasserstoffgewinnung durch Sonnenlicht.
Elektronische Implantate sollen vom Körper ohne gefährliche Nebenwirkungen zersetzt werden und zu neuen Behandlungsmethoden in der Medizin führen.
Röntgenlaser FLASH deckt einen überraschenden Entmagnetisierungsprozess auf, der von schnellen Elektronen angetrieben wird.
Detailaufnahmen des Gefrierprozesses zeigen ungewöhnliches Verhalten von Wasser.
Wettervorhersagen sind mit den Jahren immer genauer geworden. Aber mit Gewittern tun sich Meteorologen nach wie vor schwer. Wie entstehen Gewitter und warum bereiten sie Probleme?
Dehnen und Ordnen in der Feinstruktur verbessert Belastbarkeit und andere Materialeigenschaften von Karbonkompositen
Große Stabilität und elektrische Leitfähigkeit ermöglichen leichtere Drähte, stromleitende Textilien und flexible Schaltkreise.
Die TU München betreibt in Garching die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz, kurz FRM II. Sie gilt als modernste und vielfältigste Neutronenquelle der Welt.
Ein nicht unerheblicher Teil der von uns genutzten Energie geht in Form von Wärme verloren. Thermoelektrische Materialien könnten diese Verlustwärme in Strom umwandeln und dadurch wieder nutzbare Energie erzeugen.
Am Forschungszentrum Jülich nutzen Wissenschaftler unterschiedliche Experimente mit Neutronen, um den Eigenschaften von Stoffen auf den Grund zu gehen.
Erbgutstränge steuern Selbstorganisation von Nanoteilchen für funktionelle Werkstoffe – Farbe, Leitfähigkeit oder chemische Eigenschaften kontrollierbar.
Neue Methode hebt Abdrücke auf Papier als Negativbild hervor.
Material kann leichten Druck wahrnehmen und Risse und Schnitte bei Raumtemperatur wieder schließen.
Flexible Gitterstruktur aus Silikon macht Metallstücke im Mikrowellenbereich unsichtbar.
Wie entsteht Turbulenz? Diese Frage beschäftigt Forscher schon lange. Chaostheorie und moderne Computer liefern inzwischen einige Antworten; Ursachen und Strukturen beginnender Turbulenz werden fassbar.
Hauchdünne Kohlenstoffschichten werden zu einem flexiblen und zugleich stabilen Werkstoff nach dem Vorbild natürlichen Korks verknüpft.
Über Sprühtechnik verbinden sich extrem kleine Tropfen zu einem Umfeld für schnelle biochemische Reaktionen, wie sie innerhalb von Zellen geschehen.
Ultraschall besteht aus Schallwellen, die für den Menschen nicht hörbar sind. In der Tumorvorsorge und bei anderen Untersuchungen nimmt Ultraschall eine wichtige Rolle ein.
Prototyp kann bis auf die achtfache Länge gestreckt werden, ohne elektrischen Kontakt zu verlieren.
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.
Prozess ebnet Weg zur Massenproduktion der Kohlenstofffasern zum Beispiel für die Mikroelektronik.
Anwendung für Weltraumkameras über weite Frequenzbereiche möglich.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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