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Ganz ohne komplizierte Werkzeuge lassen sich durch Selbstorganisation dreidimensionale Nanostrukturen fertigen.
Neuer flexibler und durchsichtiger Halbleiter eignet sich für medizinische Implantate, Sensoren und dehnbare Displays.
Wissenschaftler setzen ein supraleitendes Material unter Druck und ermöglichen den verlustfreien Stromtransport so bei höheren Temperaturen.
Physik hinter den Dingen
Lithiumionen-Akkus versorgen elektrische Geräte zuverlässig mit Strom. Gefährlich wird es, wenn sich in ihrem Inneren metallisches Lithium bildet.
Mithilfe eines vereinfachten Modells lässt sich die Fortbewegung von Organismen in einer Flüssigkeit nachvollziehen.
Erstmals gelang in einer Diamantpresszelle die Synthese von metallischem Wasserstoff, was neue Impulse für die Supraleiterforschung liefern könnte.
Erstmals bestimmen Forscher den Wärmefluss durch einzelne Metallatome und bestätigen ein altes Gesetz.
Nach dem Vorbild von Zikadenflügeln verhindert ein neues Material die Benetzung mit selbst kleinsten Tröpfchen.
Eine hierarchisch aufgebaute Nanostruktur könnte zu einer deutlich längeren Lebensdauer des Werkstoffs führen.
Forscher haben erstmals die Dynamik von wirbelförmigen Dichteschwankungen freier Elektronen in Festkörpern in bewegten Bildern festgehalten.
In Experimenten haben Physiker einen überraschenden Übergang von chaotischer zu gerichteter Bewegung beobachtet.
Kobalt kann sowohl ferromagnetisch als auch paramagnetisch sein – wie sich die Elektronen bei einem Wechsel zwischen den beiden Zuständen verhalten, haben Physiker nun untersucht.
Elektrisch beheizter Mantel aus hauchdünnem Graphen macht zähes und schweres Rohöl dünnflüssiger.
Wie sich schwimmende Mikroscheiben selbstständig zu komplexen Strukturen anordnen, lässt sich durch vorher festgelegte Randbedingungen steuern.
Material für Solarzellen eignet sich offenbar auch für extrem kompakte Schaltkreise der Zukunft.
Auch hierzulande können Eisbrocken vom Himmel fallen, die so groß wie Golfbälle sind. Für solche Hagelkörner ist ein starker, beständiger Aufwind nötig.
Forscher erzeugen ein neues leichtes Material aus Kohlenstoff, das großem Druck standhält und selbst unter starken Biegekräften nicht bricht.
Neuer Werkstoff haftet auch an feuchten Flächen und könnte sich etwa für neuartige Wundpflaster eignen.
Mithilfe von Röntgenstrahlung haben Forscher beobachtet, dass flüssiges Wasser bei sehr tiefen Temperaturen in unterschiedlichen Formen auftreten kann.
Physiker konnten die fundamentalen Schritte bei der Diffusion einzelner Atome in einem Gas beobachten und theoretisch beschreiben.
Warum Kügelchen aus einem Hydrogel auf einer heißen Unterlage bis zu zehn Minuten lang in die Höhe springen, hat ein Forscherteam nun untersucht.
Eis kann zahlreiche exotische Formen annehmen – nicht nur in Hochdrucklaboren, sondern auch in Diamanten oder auf Kometen.
Neue Experimente zeigen, wie flüssige Zinntropfen auf kalten, glatten Oberflächen abkühlen und haften.
Die Temperatur der Flasche entscheidet, ob Wasser oder Kohlendioxid gefriert und somit ob grauweißer oder blauer Dunst nach dem Korkenknall sichtbar wird.
Mix aus organischen Substanzen speichert Ladungsträger und sendet über eine Stunde lang grünes Licht aus.
Neuartige Polymere können gebrochene Bindungen selbständig heilen und damit die Lebensdauer von Kunststoffen deutlich verlängern.
Spezielle Nanokristalle lassen sich zwischen farblosem und fluoreszierendem Zustand hin- und herschalten und taugen damit als Geheimtinte.
Ein neues Experiment belegt: Die auf haftende und gleitende Tropfen wirkenden Kräfte verhalten sich ähnlich wie bei Festkörpern.
Ein Material aus symmetrisch angeordneten Würfelelementen wandelt eine geradlinige Bewegung in eine Rotation um.
Das sogenannte DNA-Origami eignet sich für die Synthese von komplexen Strukturen aus Zehntausenden von künstlichen Erbgutmolekülen.
Mit einer neuartigen Methode der Kernspinresonanzspektroskopie untersuchen Wissenschaftler die veränderten Eigenschaften von Materialien unter hohem Druck.
Strömung
Erst nach komplexen Strömungsprozessen formen sich die Schichten aus Espresso und Milch in einem Latte macchiato.
Topologische Isolatoren
Physiker imitieren die besonderen Eigenschaften von topologischen Isolatoren mithilfe von rotierenden Kreiseln – und stoßen dabei auf ein überraschendes Verhalten.
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.
Weht der Wind zu stark, klappt der Regenschirm nach oben um. Ursache ist die Strömungsmechanik: Der Wind erzeugt einen Aufwärtssog.
Solarenergie
Ein neuartiges Solarfenster lässt sich zwischen einem durchsichtigen und einem verdunkelten, photovoltaisch aktiven Zustand hin- und herschalten.
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.
Forschung – gefördert vom BMBF
An der Neutronenquelle HFR im französischen Grenoble erforschen Wissenschaftler weiche Materie, die in Biologie und Medizin eine wichtige Rolle spielt.
Bionik
Forscher ahmten den Aufbau menschlicher Haut nach und verliehen so auch einer harten Oberfläche selbstheilende Eigenschaften.
Kristalle
Forscher spalten bestimmte Kristalle und beobachten eine verblüffende Selbstorganisation der Atome auf der Oberfläche.
Baustoffe
Ein neues Verfahren steigert die Stabilität von Holz um etwa das Zwölffache, wodurch der natürliche Baustoff eine Alternative zu Stahl bietet.
Fluide
Mit einem neuen Verfahren lassen sich Flüssigkeiten schnell und effizient in einer hauchdünnen Folie einschließen.
Werkstoffe
Aus chemisch behandeltem Balsaholz entsteht ein extrem leichtes Material, das sich reversibel zusammenpressen lässt.
Graphen
Physiker entdeckten, dass zwei aufeinandergestapelte Schichten aus Graphen den elektrischen Strom bei tiefen Temperaturen verlustfrei leiten können.
Elektrischer Widerstand
In der 256. Folge unseres Podcasts erklärt Uwe Bovensiepen, wieso der elektrische Widerstand in manchen Materialien ab einer bestimmten Temperatur plötzlich abfällt.
Erdmantel
Forscher fanden Wassereinschlüsse in Diamanten aus einer Tiefe von bis zu 660 Kilometern und können damit den komplexen Wasserkreislauf der Erde besser verstehen.
Magnetspeicher
Der magnetische Zustand von atomar dünnen Schichten aus Chromiodid lässt sich mit geringen Spannungen kontrollieren und damit zum Speichern von digitalen Daten nutzen.
In der 258. Folge unseres Podcasts berichtet Robert Grisenti über die besonderen Eigenschaften von Wasser, die immer noch Rätsel aufgeben.
Festkörper
Im Gegensatz zu anderen anorganischen Halbleitern lässt sich Silbersulfid verformen wie ein Metall und eignet sich damit für flexible elektronische Bauteile.
Hydrogele
Mithilfe von Röntgenstreuexperimenten haben Forscher untersucht, wie ein Hydrogel von einem aufgequollenen in einen zusammengefallenen Zustand übergeht.
Energiegewinnung
Bereits kleine Temperaturunterschiede genügen, um mit dem Prototyp eines pyroelektrischen Minikraftwerks elektrischen Strom zu erzeugen.
Strömungen
In der 259. Folge unseres Podcast erläutert Michael Wilczek, wie Physiker die Eigenschaften von turbulenten Strömungen erforschen.
Nanomaterialien
Nanonadeln aus Diamant lassen sich biegen und dehnen wie Gummi und ändern dabei ihre physikalischen Eigenschaften.
Materialforschung
Hochaufgelöste Aufnahmen von Oberschenkelknochen zeigen den besonderen Aufbau aus harten Mineralen und flexiblen Proteinen auf Nanoebene.
Im Projekt NOVA entsteht eine Onlineplattform, auf der Forscher ihre Messdaten – dreidimensionale Modelle von Insekten – gemeinsam nutzen können.
2D-Materialien
Zweidimensionale Materialien – wie beispielsweise Graphen – ermöglichen mit ihren besonderen Eigenschaften zahlreiche Anwendungen.
Leidenfrost-Effekt
Auf einer heißen Oberfläche verdampfende Wassertropfen können sich selbst antreiben – wenn die Größe stimmt.
Spintronik
Die Spintronik basiert auf einer bisher ungenutzten Eigenschaft von Elektronen – und könnte viele elektronische Anwendungen revolutionieren.
Bose-Einstein-Kondensate
An Bord einer Forschungsrakete haben Physiker eine ultrakalte Atomwolke erzeugt – und damit das erste Bose-Einstein-Kondensat im Weltall.
Quantenphysik
In der 272. Folge unseres Podcasts stellt Reinhard Kienberger einen Effekt vor, der eine Schlüsselrolle in der Geschichte der Physik spielt.
Physiker und Mediziner arbeiten zusammen, um die Struktur von Herzmuskelzellen hochaufgelöst abzubilden und die Ursachen von Herzmuskelerkrankungen zu verstehen.
Materialwissenschaft
Durch winzige Luftkanäle in ihrem Inneren lassen sich flexible Kunststoffmodule zu nahezu beliebigen Objekten verformen.
Akustik
In der 275. Folge unseres Podcasts berichtet Steffen Marburg, wie Schall entsteht und warum wir ihn manchmal als Wohlklang und manchmal als Lärm empfinden.
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.
Mit einer neuartigen Variante der Röntgenspektroskopie lassen sich die Eigenschaften von Materialien noch besser analysieren und verstehen.
Verdreht man zwei hauchdünne Kohlenstoffschichten bei tiefen Temperaturen gegeneinander und presst sie zusammen, leiten sie elektrischen Strom ohne Widerstand.
Ein neu entwickeltes Hydrogel heilt sich nach mechanischer Belastung nicht nur selbst, sondern nimmt auch an Masse zu.
Wärmestrahlung
Ein neuartiger Stoff reguliert selbstständig seine thermischen Eigenschaften, wodurch er warme Körper kühlt und kalte Körper warm hält.
Spin-Eis
Mit sogenanntem Spin-Eis lässt sich ungewöhnliches magnetisches Verhalten erforschen und möglicherweise für neuartige Speichermedien nutzen.
Ein neues Material, das zu einem Großteil aus Luft besteht, zeigt sowohl eine herausragende mechanische als auch thermische Stabilität.
Selbstorganisation
In der 280. Folge unseres Podcasts erklärt Andreas Bausch, wie sich komplexe biologische Systeme – etwa Vogelschwärme oder Menschenmengen – mithilfe der Physik verstehen lassen.
Öl- und Wassertropfen bewegen sich ganz von allein durch schmale Kanäle aus Glas.
Licht
Eine mit Wassertropfen benetzte Oberfläche erscheint je nach Einfallswinkel des Lichts und Blickwinkel eines Betrachters in verschiedenen Farben.
Energie
In der 282. Folge des Podcasts erläutert André Thess, warum neben dem Kochbuch auch die Physik ein guter Ratgeber in der Küche sein kann.
Entropie
Das Zusammenpressen und Ausdehnen eines verformbaren Materials bietet eine effiziente Alternative zu heutigen Kühlprozessen.
Mit Laserlicht steuern Wissenschaftler, wie sich Schallwellen in einer dünnen Membran ausbreiten.
Leben
Versuche mit Wassertröpfchen zeigen, dass eine noch ungeklärte Selbstorganisation für das scheinbar zufällige Strömungsverhalten von roten Blutkörperchen verantwortlich ist.
Festkörperphysik
Unter Hochdruck leitet eine chemische Verbindung aus Wasserstoff und Lanthan den elektrischen Strom bereits bei minus 23 Grad Celsius verlustfrei – ein neuer Rekord.
Strukturanalyse
Im Interview spricht Tobias Unruh über ein neues portables Messgerät zur Röntgenkleinwinkelstreuung, mit dem Forscher künftig nanometergroße Strukturen untersuchen wollen.
Aerodynamik
Ein Zusammenspiel von mehreren physikalischen Effekten macht es möglich, dass die Plastikscheiben lange und weit durch die Luft schweben können.
Gefriert eine Seifenblase in einer Kühlkammer, entstehen zahlreiche über die Blasenhülle driftende Eiskristalle.
Spektroskopie
Die Infrarotspektroskopie offenbarte einen genauen Einblick in den Alterungsprozess von Ölgemälden und könnte zukünftig die Restauration von Bildern erleichtern.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Robotik
Aus verschiedenen Materialien hergestellte Stränge üben – angetrieben durch Wärme, elektrische Pulse oder Alkoholdämpfe – größere Kräfte aus als menschliche Muskeln.
Ein neues Glas nach dem Vorbild des Glasflügelfalters ist nicht nur besonders transparent – es stößt auch verschiedenste Flüssigkeiten ab.
Magnetismus
Forschern gelang es erstmals, nicht nur feste Materialien, sondern auch flüssige Tropfen dauerhaft zu magnetisieren.
Metamaterialien
Forscher entwickelten zwei neue Modelle für Tarnkappen, die Wasserwellen um ein Objekt herumfließen lassen.
Reibungselektrizität
Wasser spielt eine zentrale Rolle bei einer bislang nicht im Detail verstandenen Form der elektrostatischen Aufladung.
Suprafestkörper
Wie Forscher einen Suprafestkörper erstmals zweifelsfrei erzeugen konnten, berichtet Tilman Pfau im Interview mit Welt der Physik.
Nahezu alle Materialien dehnen sich aus, wenn man sie erwärmt – winzige magnetische Partikel verhalten sich nun genau entgegengesetzt.
Verdunstet ein Tropfen der Spirituose, kann der Fleck eindeutig verraten, ob es sich um schottischen Whisky oder amerikanischen Whiskey handelte.
Turbulenz
Gewaltige Sternexplosionen im Weltall und vergleichsweise winzige chemische Explosionen auf der Erde verhalten sich offenbar überraschend gleich.
Ein dünner Streifen aus einem speziellen Polymer verformt sich sowohl durch Wärme als auch durch Lichtpulse – und kann sich dadurch fortbewegen.
Ein lichtaktives und dehnbares Polymer erreicht eine verblüffend hohe Leuchtdichte – und das bei relativ niedrigen Spannungen.
Kristallbildung
Die genaue Analyse von Salzkrusten zeigt, wie sich deren Kristallisation verhindern lässt, um etwa antike Wandfresken besser zu schützen.
Sogenannte Latentwärmespeicher halten uns im Winter warm – indem sie ein Phänomen der Thermodynamik nutzen.
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.
Biophysik
Wie die Elastizität der Hauptschlagader mit zunehmendem Alter abnimmt, haben Biophysiker in einem künstlichen Blutkreislauf genauer untersucht.
Atomphysik
Neue Analyse, altes Ergebnis: Zwischen gewöhnlichem Wasserstoff und Antiwasserstoff lässt sich kein Unterschied feststellen.
Thermodynamik
Im Interview erklärt Dietmar Block, wie sich die Grundlagen der Thermodynamik anhand eines Modellsystems erforschen lassen.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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