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Digitaltechnik
Inspiriert von der japanischen Faltkunst Origami entwickelten Wissenschaftler ein mechanisches Zwei-Bit-System – aus gefaltetem Papier.
Photovoltaik
Eine neue organische Solarzelle lässt fast die Hälfte des Sonnenlichts hindurch, während sie gut zehn Prozent des einfallenden Lichts in elektrischen Strom umwandelt.
Stromspeicher
Einfache Backsteine lassen sich mithilfe von leitfähigen Kunststoffen in langlebige Stromspeicher verwandeln.
Meerwasserentsalzung
Mit einer neuartigen Verdampfungsanlage aus Nanofasern und Holz lassen sich allein mit Sonnenlicht bis zu drei Liter Trinkwasser pro Stunde aus Meerwasser gewinnen.
Bose-Einstein-Kondensate
Auf der Internationalen Raumstation haben Wissenschaftler eine Wolke aus Atomen extrem abgekühlt und so einen ganz besonderen Materiezustand erzeugt.
Mit flexiblen, in Kleidung integrierten Superkondensatoren lässt sich in Zukunft möglicherweise elektrischer Strom während des Sports speichern.
Solarenergie
In der 307. Folge erklärt Ulrich Kleinekathöfer, wie Pflanzen, Algen und manche Bakterien einfallendes Licht in chemische Energie umwandeln.
Materialwissenschaft
Im Interview erklärt Megan Cordill, warum sich speziell gefertigte Gläser biegen lassen und damit beispielsweise für faltbare Displays eignen.
Quantencomputer
Forscher haben neue supraleitende Qubits entwickelt, die schon bei deutlich höheren Temperaturen funktionieren und damit enorme Kosten einsparen.
Medizin
Zukünftig könnte die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Herzgewebe aufschlussreiche Bilder liefern und damit lebenswichtige Diagnosen weiter verfeinern.
Biomechanik
Durch ein spezielles System aus Sprungfedern könnte ein Läufer bis zu siebzig Prozent schneller rennen als die weltbesten Athleten – zumindest theoretisch.
2D-Materialien
In der 303. Folge des Podcasts erklärt Jonathan Eroms, wie sich Forscher die einzigartigen Eigenschaften von hauchdünnen Schichten aus reinem Kohlenstoff zunutze machen.
Energiegewinnung
Winzige Nanofäden aus Proteinmolekülen erzeugen allein durch die Luftfeuchtigkeit genügend Energie, um Sensoren oder Leuchtdioden zu betreiben.
Raumfahrt
Am 10. Februar soll die Raumsonde Solar Orbiter ins All starten. Was sich Wissenschaftler von der Mission erhoffen, berichtet Joachim Woch im Interview.
Fallturm
Im Interview erzählt Christoph Lotz, wie sich mit Antriebstechnik aus dem Achterbahnbau ein Fallturm bauen lässt.
Spezielle Bindemittel verhindern ein schnelles Zersetzen der Elektroden und ermöglichen dadurch mehr als zweihundert Ladezyklen.
Materialforschung
Ein lichtaktives und dehnbares Polymer erreicht eine verblüffend hohe Leuchtdichte – und das bei relativ niedrigen Spannungen.
3D-Technik
In der 298. Folge berichtet Thomas Zentgraf, wie sich mithilfe der Holografie dreidimensionale Abbilder von Objekten erzeugen lassen und wie weit die Technik heute ist.
Messtechnik
Mit einer neuen Methode lassen sich die winzigen Staubpartikel in Echtzeit zählen, vermessen und identifizieren.
Quantennetzwerke
Wie sich mit einem Quanteninternet verschiedene Quantensysteme miteinander vernetzen lassen, erklärt Josef Schupp im Interview.
Intelligente Materialien
Ähnlich wie eine Sonnenblume wendet sich ein neues synthetisches Material selbstständig einer Lichtquelle zu.
Elastokalorischer Effekt
Durch das einfache Auseinanderdrehen von eng verdrillten Fasern ließ sich deren Temperatur um bis zu 20 Grad absenken.
Energiespeicher
Mittlerweile werden jährlich mehrere Hundert Millionen Lithium-Ionen-Akkus in Smartphones und Laptops verbaut. Die Entwicklung dieser Batterien wird dieses Jahr mit dem Nobelpreis für Chemie gewürdigt.
Hyperspektrale Bildgebung
Aufwendige Analysen mit infrarotem Licht machen bisher unzugängliche altgriechische Texte auf der Rückseite verkohlter Papyrusrollen sichtbar.
Quantenteleportation
Im Interview mit Welt der Physik erklärt Manuel Erhard, wie sich die quantenmechanischen Eigenschaften eines Teilchens teleportieren lassen.
Elektronik
Ein neuer Typ von Prozessor verspricht eine höhere Transistordichte bei zugleich geringerem Strombedarf als die heute eingesetzten Siliziumprozessoren.
Eine neue Solarzelle ist zehnfach dünner als herkömmliche Dünnschichtzellen – erreicht dank eines raffinierten Tricks aber dennoch einen hohen Wirkungsgrad.
Eine neue Solaranlage nutzt das Sonnenlicht gleich zweifach: Es erzeugt Strom und entsalzt gleichzeitig Meerwasser.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Aerodynamik
Einzelne Windräder liefern am meisten Strom, wenn der Wind frontal auf den Rotor trifft. Doch für größere Windparks gilt diese einfache Regel nicht mehr.
Flugroboter
Nach dem Vorbild von Insekten haben Wissenschaftler einen winzigen Flugroboter entwickelt, der seinen Strombedarf mithilfe von Solarzellen deckt.
In den Morgenstunden sind Perowskitsolarzellen besonders effizient. Das zeigt ein neues Testverfahren unter realitätsnahen Umweltbedingungen.
Mikroskopie
Mithilfe eines neuen Quantenpunktmikroskops lassen sich elektrische Potenziale von Atomen und Molekülen mit extrem hoher Genauigkeit abbilden.
Quantensensor
Im Interview mit Welt der Physik spricht Tracy Northup über einen neuen Quantensensor, mit dem sich Lichtteilchen zerstörungsfrei messen lassen.
Strukturanalyse
Im Interview spricht Tobias Unruh über ein neues portables Messgerät zur Röntgenkleinwinkelstreuung, mit dem Forscher künftig nanometergroße Strukturen untersuchen wollen.
Internationales Einheitensystem
Wie die Einheiten ab dem 20. Mai 2019 definiert werden und warum sich das Internationale Einheitensystem überhaupt ändert, erklärt Jens Simon im Interview.
Neuronale Netze
Mit einem neuen lichtbasierten Computerchip lässt sich das Verhalten von Neuronen und Synapsen nachahmen.
Datenübertragung
In der 285. Folge des Podcasts erklärt Armin Dekorsy, was die fünfte Mobilfunkgeneration ausmacht und welche neuen Anwendungen sie ermöglicht.
Technik
In der 283. Folge des Podcasts erklärt Ute Kaiser, wie mit Elektronen detailreiche Einblicke in biologische und materialwissenschaftliche Proben gelingen.
Akustik
Mit Laserlicht steuern Wissenschaftler, wie sich Schallwellen in einer dünnen Membran ausbreiten.
Entropie
Das Zusammenpressen und Ausdehnen eines verformbaren Materials bietet eine effiziente Alternative zu heutigen Kühlprozessen.
Bionik
Wissenschaftler bauten die Scheren von Knallkrebsen nach und erzeugten damit ein heißes Plasma aus elektrisch geladenen Teilchen.
Verdreht man zwei hauchdünne Kohlenstoffschichten bei tiefen Temperaturen gegeneinander und presst sie zusammen, leiten sie elektrischen Strom ohne Widerstand.
Zeitmessung
In der 278. Folge unseres Podcasts erklärt Fritz Riehle, warum Forscher auf dem gesamten Globus an einer neuen Generation von Atomuhren arbeiten.
Das Potenzial von Solarzellen ist noch lange nicht ausgeschöpft – verbesserte Bauweisen und neue Materialien könnten den Wirkungsgrad deutlich erhöhen.
Laserphysik
In der 276. Folge des Podcasts erklären Matthias Rief und Oswald Willi, wofür Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland den Nobelpreis erhielten.
Trinkwasser
Eine neue solare Entsalzungsanlage gewinnt aus Meerwasser effizient Süßwasser – dank kontaktlosem Verdunsten ganz ohne störende Salzkruste.
Bisher ließen sich Aluminiumbatterien nur einmal nutzen. Durch den Zusatz von organischen Molekülen haben Forscher die günstigen Stromspeicher nun wiederaufladbar gemacht.
Ein neuartiger elektrodynamischer Antrieb kommt ohne bewegliche Teile aus und hält ein ultraleichtes Modellflugzeug nahezu geräuschlos in der Luft.
Aluminium-Luft-Batterien bieten eine hohe Energiedichte, doch binnen einiger Tage entladen sie sich von selbst. Wissenschaftler haben dieses Problem nun mit etwas Öl behoben.
Bisher legt ein Metallzylinder fest, wie schwer ein Kilogramm ist. In der 273. Folge des Podcasts erklärt Frank Härtig, wie diese Einheit künftig über eine Naturkonstante definiert werden soll.
Photodetektoren
Der richtungsempfindliche Hörsinn von Geckos inspirierte Physiker zu einem Sensor, der neben der Intensität auch die Richtung von auftreffenden Lichtwellen misst.
Regenerative Energien
Durch eine neu entwickelte Membran können mehr Ladungen von Salz- in Süßwasser wandern, wodurch sich die Leistung von Osmosekraftwerken steigern lässt.
Robotik
Bisher waren Flugroboter nicht in der Lage, die Flugkünste von Insekten zu imitieren. Mit einem neuartigen Prototyp gelang dieser Schritt nun.
Teilchenbeschleuniger
Mithilfe einer Plasmawelle ließen sich Elektronen im Experiment AWAKE auf nur wenigen Metern auf eine Energie von zwei Gigaelektronenvolt beschleunigen.
Quantenmechanik
In der 268. Folge unseres Podcasts erklärt Ilja Gerhardt, wofür man Zufallszahlen braucht, was echten Zufall ausmacht und wie sich wirklich zufällige Zahlen erzeugen lassen.
Plasmaphysik
Mit Wendelstein 7-X erforschen Physiker ein mögliches Konzept für zukünftige Fusionskraftwerke. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2015 stellten sie bereits etliche Rekorde auf.
Nanostrukturen
Ein Areal aus Nanoantennen sendet stark gebündeltes Licht aus. Abhängig von Anordnung und Temperatur lässt sich die Wellenlänge dabei gezielt verändern.
Physik hinter den Dingen
Klimaanlagen basieren auf dem gleichen Konzept wie Kühlschränke: Ein zirkulierendes Kältemittel verdampft und kondensiert wieder. Dabei wird der Innenraum gekühlt.
Durch die geschickte Wahl von Materialien steigern Wissenschaftler den Wirkungsgrad einer Tandemzelle auf 17,3 Prozent.
Schallwandler
Durchsichtige und flexible Nanomembranen lassen sich als Lautsprecher oder Mikrofon nutzen – und haften dabei sogar auf der Haut.
Bildgebungsverfahren
In der 266. Folge unseres Podcasts spricht Volker Behr über ein neues medizinisches Bildgebungsverfahren, das auf winzigen magnetischen Partikeln basiert.
Physiker haben eine hochpräzise Atomuhr für den Weltraum entwickelt, mit der sich unter anderem die Genauigkeit von Navigationsdaten verbessern lässt.
Winzige elektronische Module lassen sich mit einem Zerstäuber in der Luft verteilen und weisen dort zuverlässig chemische Substanzen nach.
Wärmekraftmaschinen
Ein neu entwickelter Nanogenerator wandelt Wärme ganz ohne mechanische Bauteile direkt in Strom um.
Elektrischer Strom
In der 265. Folge unseres Podcasts erzählt Nejila Parspour, wie sich elektrischer Strom kabellos übertragen lässt.
Forschung – gefördert vom BMBF
Im Projekt NOVA entsteht eine Onlineplattform, auf der Forscher ihre Messdaten – dreidimensionale Modelle von Insekten – gemeinsam nutzen können.
Neben der elektromagnetischen Induktion sorgen bei einem Induktionsherd noch weitere physikalische Effekte dafür, dass das Essen schnell warm wird.
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Quantentechnologien
In der 263. Folge unseres Podcasts erklärt Friedemann Reinhard, was Quantensensoren sind und was sie besser können als ihre klassischen Gegenstücke.
Aus Gummi und magnetischen Mikropartikeln stellten Forscher kleine Roboter her, die – angetrieben durch Magnetfelder – kontrolliert zugreifen, springen und kriechen können.
Äquivalenzprinzip
Ein Frequenzvergleich von zwölf Atomuhren bestätigt, dass ihr Takt unabhängig von ihrer Position ist – wie von Albert Einsteins Theorie vorhergesagt.
Mit unterschiedlich transparenten Harzen und Farbstoffen stellten Forscher aus Millionen von Bilddatenpunkten filigrane dreidimensionale Modelle her.
Lichtquellen
In der 260. Folge unseres Podcast erklärt Markus Drescher, wie sich Laserlicht erzeugen lässt und welche Rolle es in unserem Alltag und in der Grundlagenforschung spielt.
Kernuhren
Der Atomkern des Elements Thorium-229 soll zukünftig als Taktgeber für einen neuartigen Typ von Atomuhren dienen.
Bereits kleine Temperaturunterschiede genügen, um mit dem Prototyp eines pyroelektrischen Minikraftwerks elektrischen Strom zu erzeugen.
Festkörper
Im Gegensatz zu anderen anorganischen Halbleitern lässt sich Silbersulfid verformen wie ein Metall und eignet sich damit für flexible elektronische Bauteile.
Forscher haben die Flügel von Ohrwürmern untersucht und die ausgeklügelte Falttechnik auf ein künstliches Modell übertragen.
Magnetspeicher
Der magnetische Zustand von atomar dünnen Schichten aus Chromiodid lässt sich mit geringen Spannungen kontrollieren und damit zum Speichern von digitalen Daten nutzen.
Ein neu entwickeltes elektronisches Modul – ein Memtransistor – vereint die Eigenschaften eines Transistors mit denen eines Speichermoduls.
Ein neuartiges Zwei-Qubit-System auf der Basis von Quantenpunkten ließ sich mit relativ geringem Aufwand fertigen, programmieren und auslesen.
Eine hochgenaue Atomuhr, die in einen Anhänger passt – mit dieser Neuentwicklung können Forscher nun die Erde vermessen.
Wissenschaftler erzeugten mit einem kleinen Kügelchen in einer optischen Falle ein von allen Seiten sichtbares, dreidimensionales Bild.
Ein neuartiges Solarfenster lässt sich zwischen einem durchsichtigen und einem verdunkelten, photovoltaisch aktiven Zustand hin- und herschalten.
Selbstorganisation
Mit elektrischen Feldern lässt sich ein winziger Roboterarm – zusammengesetzt aus Erbgutsträngen – schnell und kontrolliert steuern.
Strömung
Mit zusätzlichen Verwirbelungen reduzierten Wissenschaftler die in Strömungen auftretenden Turbulenzen – das könnte den Energiebedarf für den Transport von Flüssigkeiten senken.
Schwebendes Kügelchen rotiert 40 Millionen Mal pro Minute, bevor es von Zentrifugalkräften zerrissen wird.
Mit einem weichen, flexiblen Kunststoff und einer Kochsalzlösung ahmten Forscher das elektrische Organ von Zitteraalen nach.
Vom Körper reflektierte Mikrowellen bilden die Grundlage, um Vitalfunktionen ohne jeden Körperkontakt zuverlässig aufzuzeichnen.
In der 249. Folge unseres Podcasts erklärt Christian Becker von der Technischen Universität Hamburg, wie unser Stromnetz den Balanceakt zwischen Energiebedarf und Energieproduktion meistert.
Ein neues Modell zeigt, wie viele Fußgänger nötig waren, um die Brücke in London in erste Schwingungen zu versetzen.
Mit einer elektronischen Schaltung konnten Wissenschaftler neuronale Aktivität simulieren und so Wahrnehmungsprozesse technisch nachbilden.
Ein neu entwickelter Schallschutz aus symmetrisch angeordneten Kunststoffröhren senkt die Lautstärke für einzelne Frequenzbereiche um bis zu 90 Prozent.
Forscher präsentieren ein Kryo-Elektronenmikroskop, das mit relativ langsamen Elektronen eine überraschend hohe Bildauflösung erreicht.
Physiker stellen einen neuen Rekord für die Präzision einer Atomuhr auf, indem sie Strontiumatome in ein dreidimensionales Lichtgitter einsperren.
Physiker konnten die Stabilität von Solarzellen aus Perowskit deutlich steigern. Ein Interview mit Michael Grätzel.
Wissenschaftler berichten über das enorme Potenzial und die Realisierbarkeit einer bislang ungenutzten Stromquelle – der Verdunstung von Wasser.
Durch den Zusatz von Nanoteilchen gelingt Materialforschern der 3D-Druck von Bauteilen aus Aluminiumlegierungen ohne Risse und mit hoher Festigkeit.
Ein neues flexibles Kunststoffmodul leitet effizient Wärme ab und könnte somit in funktioneller Sportkleidung oder als Hitzeschutz für Smartphones eingesetzt werden.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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