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Ob Treibstoff in einen Motor eingespritzt wird oder sich Wolken in der Atmosphäre bilden – viele Vorgänge lassen sich nur simulieren, wenn das Verhalten einzelner Tropfen bekannt ist.
Forscher finden heraus, dass selbstreinigende Flächen auch ohne wasserabstoßende Beschichtungen auskommen.
Turbulenz hilft bei der Planetenentstehung, mischt im Zylinder eines Motors Kraftstoff und Luft, erhöht aber auch den Energiebedarf von Pumpen, die Öl durch Pipelines pressen.
Strömungen
In der 259. Folge unseres Podcast erläutert Michael Wilczek, wie Physiker die Eigenschaften von turbulenten Strömungen erforschen.
Wie entsteht Turbulenz? Diese Frage beschäftigt Forscher schon lange. Chaostheorie und moderne Computer liefern inzwischen einige Antworten; Ursachen und Strukturen beginnender Turbulenz werden fassbar.
Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen am Forschungszentrum ForWind erforschen den Treibstoff der Windenergie: Den Wind.
Neue Materialmischung könnte zu selbstheilenden Stoßstangen und Autolacken führen
Wissenschaftler der Universität Kiel entwickeln neues Herstellungsverfahren für Nanostrukturen.
Neue Methode ebnet den Weg zu einer günstigen Massenproduktion von dünnen Metallfilmen, auf denen sich Plasmonen fast perfekt bewegen können
Innerhalb von 40 Femtosekunden wechselt erwärmtes Material unter Röntgenstrahlung zwischen drei Aggregatszuständen bis zum Plasma.
Neuartige Fasern aus Zellulose sind – gemessen an ihrem Gewicht – stärker als Stahl.
2D-Materialien
Verdreht man zwei hauchdünne Kohlenstoffschichten bei tiefen Temperaturen gegeneinander und presst sie zusammen, leiten sie elektrischen Strom ohne Widerstand.
Hoher Druck bringt zwei Elemente zusammen, die vom Aufbau her eigentlich nicht passen
Edelgas bildet mit den Atomen des Energieträgers eine bisher unbekannte Verbindung
Den Zusammenbau organischer und anorganischer Substanzen in Zähnen und Knochen macht eine tomographische Atomsonde erstmals Atom für Atom sichtbar
Gefrierpunkt von Silizium-Gold-Legierungen schwankt je nach Unterlage um bis zu 120 Grad
BMBF und deutsche Forschungszentren beteiligen sich an Europäischer Spallationsquelle ESS
Winzige Partikel wirken im Tierversuch ähnlich wie Asbestfasern
Röntgenstrahlung offenbart überraschende Bewegungen in der kristallinen Akku-Kathode während des Aufladens.
Die Kontaktzeit von Wasser auf einer superhydrophoben Oberfläche wird durch zusätzliche Rillen verringert.
Baustoffe
Ein neues Verfahren steigert die Stabilität von Holz um etwa das Zwölffache, wodurch der natürliche Baustoff eine Alternative zu Stahl bietet.
Alhambra
Winzige Goldteilchen scheinen für ungewöhnliche Verfärbungen in der Alhambra in Granada verantwortlich zu sein.
Mit ultrakalten Atomen in optischen Gittern ließ sich eine charakteristische Eigenschaft von Supraleitern nachahmen: der Meißner-Ochsenfeld-Effekt.
Winzige Kohlenstoff-Strukturen sollen die Verluste an Ladungsträgern verringern helfen.
Forscher erstellen zeitabhängige Landkarte der Elektronenverteilung in Lithiumhydrid.
Wissenschaftler haben ein Verfahren demonstriert, mit dem Nachrichten verschlüsselt in Tröpfchen von Chemikalien auf Papier übermittelt werden können.
Leuchtende Fasern, die sich in Textilien verweben lassen, könnten lichtspendende Vorhänge oder gut sichtbare Sicherheitskleidung ermöglichen.
Werkstoffe
Aus chemisch behandeltem Balsaholz entsteht ein extrem leichtes Material, das sich reversibel zusammenpressen lässt.
Ein Jahr ist es alt, das erste "Fahrzeug", das aus nur einem einzigen Molekül besteht. Jetzt haben texanische Forscher diesem Nano-Auto einen Motor eingebaut: Fällt Licht darauf, so dreht er sich und treibt das Nano-Fahrzeug vorwärts.
Außerirdischer Eis-Mix zeigt negative lineare Kompressibilität und negative thermische Expansion - Material könnte als Schalter für Nanoelektronik dienen
Kleine Fehler können sich über miteinander gekoppelte Netzwerke zu Katastrophen hochschaukeln
Physik hinter den Dingen
Ultraschall besteht aus Schallwellen, die für den Menschen nicht hörbar sind. In der Tumorvorsorge und bei anderen Untersuchungen nimmt Ultraschall eine wichtige Rolle ein.
Alle Keramiken sind spröde. Dieser Behauptung würde Dieter Brunner vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart vehement widersprechen.
Forscher erzeugen Farbeffekte mit kontrollierbaren Nanostrukturen, an denen sich das Licht bricht
Sogenannter Marangoni-Effekt könnte auch leichte, autark schwimmende Roboter stundenlang antreiben.
In der kalten Jahreszeit kann man bei einem Spaziergang beobachten, wie Enten über zugefrorene Seen huschen. Aber wieso frieren diese Tiere auf dem Eis nicht an?
Mithilfe von Röntgenstreuung haben Forscher in Echtzeit verfolgt, wie sich sphärische Kohlenstoffmoleküle zu ultraglatten Schichten anordnen.
Durch den Stromfluss verursachte strukturelle Veränderungen in Nanodrähten haben Einfluss auf elektronische Schaltkreise
Ob ein Tropfen beim Aufprall zerplatzt oder nicht, hängt auch von den Eigenschaften der umgebenden Luft ab.
Stahl
Unter dem Elektronenmikroskop offenbarte sich Forschern, wie sich die Klingen während einer Rasur verändern.
Auch wenn die Sandmuster den Seegang des Meeres widerspiegeln, ist ihre Entstehung doch einem gänzlich anderen physikalischen Prinzip geschuldet.
Aerodynamik
Ein Zusammenspiel von mehreren physikalischen Effekten macht es möglich, dass die Plastikscheiben lange und weit durch die Luft schweben können.
Ein genauer Blick auf unser Wärmeempfinden zeigt, dass sich unsere Haut keineswegs als Thermometer eignet.
Die nussigen Sterne mit der weißen Glasur gehören sicherlich zu den wohlschmeckendsten Klassikern der Weihnachtsbäckerei. Sie werden ohne Mehl hergestellt – und halten trotzdem zusammen.
Ein großes Problem beim sicheren Eislaufen in der freien Natur sind vor allem die dünnen Bereiche, die es an einigen Stellen gibt – besonders unter Brücken.
Ein genauer Blick auf die Bestandteile der Milch zeigt, wie dessen typische Farbe zustande kommt.
Wenn man den Fuß in den feuchten Sand stellt, hellt sich der Sand in einem Bereich rund um den Fuß auf. Das ist ein Zeichen, dass der Sand trockener wird.
Weht der Wind zu stark, klappt der Regenschirm nach oben um. Ursache ist die Strömungsmechanik: Der Wind erzeugt einen Aufwärtssog.
Auf offenem Meer folgen die Wellen immer der Windrichtung. An der Küste beobachtet man aber Wellen, die parallel zum Ufer laufen. Warum?
Wer glaubt, allein die Temperatur bestimme die Farben einer Kerzenflamme, der irrt. Tatsächlich spielen auch andere physikalische und chemische Prozesse eine Rolle.
Das Rauschen des Meeres wird von den meisten Menschen als angenehm empfunden. Aber was erzeugt diese Schallwellen?
Nach dem Umrühren von Tee bildet sich in der Mitte der Tasse ein kleines Häufchen aus Teeblättern. Schon Albert Einstein beschäftigte sich mit diesem Teetasseneffekt.
Luftfeuchtigkeit
Der Winter ist nicht nur kalt, sondern auch trocken – zumindest im warmen Zimmer. Der Grund: Die kalte Luft, die von draußen kommt, enthält kaum Wasserdampf.
Im Oktober und November geht es los: Die Herbststürme brausen übers Land. Warum aber lebt das stürmische Wetter so plötzlich auf?
Ein Experiment für den nächsten Kaffeeklatsch: Der Klang, den ein Löffel an einer Tasse erzeugt, verändert sich, wenn ein Cappuccino gut umgerührt ist.
Die Luftfeuchtigkeit ist nicht die einzige Größe, um den Wasserdampfgehalt der Luft zu charakterisieren. Ein alternatives Maß dafür ist der Taupunkt.
Leben
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.
Der Magnetismus begegnet uns in vielen Naturphänomenen und technischen Anwendungen, angefangen vom Erdmagnetfeld bis hin zu den Hochtemperatursupraleitern.
Lithiumionen-Akkus versorgen elektrische Geräte zuverlässig mit Strom. Gefährlich wird es, wenn sich in ihrem Inneren metallisches Lithium bildet.
Fluide
In der 258. Folge unseres Podcasts berichtet Robert Grisenti über die besonderen Eigenschaften von Wasser, die immer noch Rätsel aufgeben.
Reibungselektrizität
Wasser spielt eine zentrale Rolle bei einer bislang nicht im Detail verstandenen Form der elektrostatischen Aufladung.
Hauchdünne Schicht aus Bornitrid ändert bei variabler Spannung seine Hafteigenschaften für Wassertropfen.
Eingefangen in winzige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff zeigt Wasser überraschende Phasenwechsel.
Mithilfe eines starken elektrischen Feldes gelingt es, zwei verschiedene Sorten von Wassermolekülen voneinander zu trennen.
Deutsche Forscher auf dem Weg zur künstlichen Photosynthese
Elektrolyse
Dank besonderer Materialien benötigen Forscher kein gereinigtes Trinkwasser mehr, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten.
Experimente mit Diamantpresszellen liefern neue Hinweise auf die metallische Phase von Wasserstoff – das könnte auch für die Supraleiterforschung interessant sein.
Leidenfrost-Effekt
Auf einer heißen Oberfläche verdampfende Wassertropfen können sich selbst antreiben – wenn die Größe stimmt.
Geologie
In Diamanten eingeschlossene besondere Minerale weisen auf viel Wasser im Erdmantel hin.
Beißwerkzeuge des Wattwurms enthalten ein Protein, das die Grundlage für einen Syntheseprozess neuer Leichtbaumaterialien liefern soll.
Computersimulationen zeigen überraschenden Effekt in sehr schnell strömenden Gasen. Forscher sehen darin die Grundlage für die Entwicklung leiserer Flugzeuge.
Dünn wie Papier, fest wie Stahl und federleicht: Diese Eigenschaften vereint der derzeit wohl größte Teppich aus winzigen, hochstabilen Nanoröhrchen aus Kohlenstoff.
4.000 Fachleute diskutieren über Nanodrähte, Biomoleküle und La-Ola-Wellen
Mehr als 4.000 Fachleute diskutieren im März über Nanotechnik, Weltraumforschung und Klimaschutz
AFP-Proteine senken nicht nur den Gefrierpunkt von Wasser, sie heben auch den Schmelzpunkt von Eis
Materialforschung
Ein dünner Streifen aus einem speziellen Polymer verformt sich sowohl durch Wärme als auch durch Lichtpulse – und kann sich dadurch fortbewegen.
Erstmals gelang in einer Diamantpresszelle die Synthese von metallischem Wasserstoff, was neue Impulse für die Supraleiterforschung liefern könnte.
Der Blitz erzeugt einen Blitzkanal, in dem innerhalb von Millionstel Sekunden extrem hohe Temperaturen entstehen. Dadurch wird die Luft zu einer explosionsartigen Ausdehnung gebracht.
Verdunstet ein Tropfen der Spirituose, kann der Fleck eindeutig verraten, ob es sich um schottischen Whisky oder amerikanischen Whiskey handelte.
Wissenschafter können erstmals erklären, warum sich das härteste Material der Welt schleifen lässt
Festkörperphysik
Neben hohen Drücken und Temperaturen spielen vermutlich auch elektrische Felder eine wichtige Rolle bei der Kristallisation von Kohlenstoff.
Hier betrachten wir die physikalischen Prinzipien, die hinter einem straffen Torschuss oder einer Bananenflanke stehen.
In aufwendigen Flugversuchen machen Forscher erstmals Wirbel an den Rotorblättern sichtbar.
Der Hightech-Prozess zur Oberflächenbehandlung war in seinen physikalischen Details unverstanden – ein Rechenmodell schließt die Lücken.
Positive Ladungsbarrieren müssen überwunden werden, um feste Klebeverbindungen auf feuchten Kontaktflächen aufbauen zu können.
Die Temperatur der Flasche entscheidet, ob Wasser oder Kohlendioxid gefriert und somit ob grauweißer oder blauer Dunst nach dem Korkenknall sichtbar wird.
Gefriert eine Seifenblase in einer Kühlkammer, entstehen zahlreiche über die Blasenhülle driftende Eiskristalle.
Dünne Blasenhaut flattert wie eine Fahne im Wind, bevor sie in viele feine Tröpfchen zerbirst
Neue Beobachtungsmethode verfolgt industrielles Ätzen und Beschichten auf Molekül-Ebene in Echtzeit
Nach dem Vorbild von Zikadenflügeln verhindert ein neues Material die Benetzung mit selbst kleinsten Tröpfchen.
Winzige Tropfen vereinigen sich ununterbrochen. Es geschieht, wenn Regentropfen über ein Blatt rinnen, sich flüssiger Lack zu einer geschlossenen Schicht vereint oder sich Chemikalien in einem Reaktionsgefäß vermischen.
Holografischer Detektor liefert Daten zur Verteilung und Größe von Tropfen, damit wollen Forscher die bisherigen Wolkensimulationen maßgeblich verbessern.
Erstmals bestimmen Forscher den Wärmefluss durch einzelne Metallatome und bestätigen ein altes Gesetz.
Verdunstung
Kernspinanalysen offenbarten, wie Wassermoleküle in trocknenden Textilien zu Wasserdampf übergehen.
Wenn Wassertröpfchen in den Wolken gefrieren, entstehen winzige Eiskristalle. Diese können zu stattlichen Schneeflocken heranwachsen – wenn die richtigen Bedingungen herrschen.
Für gewöhnlich mindern Beschichtungen auf optischen Linsen unerwünschte Reflexionen. Doch man geht auch neue Wege – und imitiert beispielsweise den Bauplan von Mottenaugen.
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?
Ein Gewitter mit Blitz und Donner erschreckt und fasziniert uns zugleich. Wodurch entstehen Gewitterblitze und wie finden sie ihren Weg zur Erde?
Lawinen sind eine der bedeutendsten Naturgefahren in den schneebedeckten Gebirgen der Welt – so auch im dicht besiedelten Alpenraum.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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