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Physik hinter den Dingen
Seit Jahrzehnten gibt es Computermäuse als Eingabegeräte. Besondere Präzision erreichen Lasermäuse – gerade weil fast alle Schreibtische nicht ganz präzise glatt sind.
Technik
Einen Abacus aus einzelnen Atomen haben deutsche Physiker in einem extrem tiefgekühlten Areal verwirklichen können.
Laufwasserkraftwerke sind Wasserkraftwerke an Bächen und Flüssen mit relativ niedrigen Stauhöhen bis maximal 15 Metern zwischen Wasserspiegel und Turbineneinlauf.
Schallwandler
Durchsichtige und flexible Nanomembranen lassen sich als Lautsprecher oder Mikrofon nutzen – und haften dabei sogar auf der Haut.
Netzwerke aus Bakterien und Nanomineralien leiten bei der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie effektiv Elektronen
Künstlich erzeugte Perlmutt-Blöcke erreichen Stabilität und Festigkeit von Aluminium-Legierungen
Extrem dünne Schichten aus Zinkoxid ersetzen den Halbleiter Silizium
Regenerative Energien
Neue Analysen zeigen, wie viel leiser Rotorblätter mit speziell aufgefächerten Hinterkanten sind.
Lithium-Ionen-Akku
Winzige Nanostrukturen erleichtern den Einsatz von Siliziumanoden für leistungsstärkere Batterien.
Sogenannte Superkondensatoren lassen sich minutenschnell aufladen und können nun auch in puncto Energiedichte mit Lithium-Ionen-Akkus mithalten.
Koreanische Wissenschaftler schafften es erstmals, ein Polymer so herzustellen, dass es sich selbst bei tiefen Temperaturen wie ein klassisches Metall verhält.
BMBF fördert bionische Innovationen für mehr Nachhaltigkeit
Kombiniert mit winzigen Quantenpunkten lässt sich in ersten Prototypen die Farbe des ausgestrahlten Lichts gezielt beeinflussen.
Einfache Drucktechnik soll zu flexiblen und extrem dünnen Monitoren führen, die zehn mal weniger Strom verbrauchen als heutige LCD-Displays
Wasserdichte Mikroleuchtdioden lassen sich auf flexible Flächen deponieren und in Zukunft unter die Haut implantieren
Materialforschung
Ein lichtaktives und dehnbares Polymer erreicht eine verblüffend hohe Leuchtdichte – und das bei relativ niedrigen Spannungen.
Je kleiner der Lichtstrahl, desto feinere Datenpunkte kann er schreiben und auslesen. Erreichen neueste DVDs des Blu-Ray oder HD-DVD Standards bis zu 50 Gigabyte mit blauem Laserlicht, halten amerikanische Physiker sogar die zwanzigfache Datenmenge…
Kristalline Stäbchen aus organischen Makromolekülen führen Beuge- und Streckbewegungen aus.
Datentransport in Glasfasern und schnelle chemische Reaktionen lassen sich mit extrem schnellen Oszilloskop besser analysieren
Neues Mikroskop erlaubt bisher präzisesten Blick auf Quantengase
Selbstorganisation von Chips und Leuchtdioden ermöglicht günstige und schnelle Alternative für die industrielle Produktion.
Neuartige Modulation von Infrarotwellen kann zu deutlich höheren Übertragungsraten für digitale Daten führen.
Eine neuartige Bauweise macht die Stromspeicher dünn und flexibel wie einen Gummischlauch.
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.
Schweizer Ingenieure entwickeln einen pneumatischen Hybridmotor, mit dem Fahrzeuge ein gutes Drittel weniger Treibstoff verbrauchen
Nanoteilchen nutzen platzende Sauerstoffbläschen, um sich fortzubewegen.
Nanodichtung schützt empfindliche Plastikelektronik vor Feuchtigkeit
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
In allen Farben des Regenbogens schillert ein und dieselbe Flüssigkeit. Diese muss nur unterschiedlich starken Magnetfeldern ausgesetzt werden.
Bildgebungsverfahren
In der 266. Folge unseres Podcasts spricht Volker Behr über ein neues medizinisches Bildgebungsverfahren, das auf winzigen magnetischen Partikeln basiert.
Nanotechnologie
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Einem Team deutscher Physiker ist es gelungen, magnetische "Bits" aus nur rund einhundert Eisenatomen an- und wieder auszuschalten. Bits sind die kleinsten Einheiten der Informationsverarbeitung und stehen jeweils für eine 1 oder eine 0. Das von den…
Abgeflachte Nanokegel erlauben höhere Speicherdichte
Festplatten nutzen heute effektiv die Ausrichtung der Polarität von winzigen, magnetischen Bereichen. Doch die kleinen Magnetinseln haben das Potenzial, sich zwei statt nur ein Bit zu merken.
Forscher erreichen mit ihrer Technik das Hundertfache der üblichen Speicherdichte.
Mithilfe von Licht und Magnetfeldern lassen sich Atome einfangen und auf ein millionstel Grad über den absoluten Nullpunkt abkühlen.
Joel L. Lebowitz, Leiter des Center for Mathematical Sciences Research an der US-amerikanischen Rutgers University, erhält im kommenden Jahr mit der Max-Planck-Medaille die höchste Auszeichnung für theoretische Physik der Deutschen Physikalischen…
Mehr als 1000 Techniken, um die Energie von Meeresströmen, Gezeiten oder Wellen anzuzapfen, sind weltweit patentiert. Viele müssen sich nach erfolgreichen Testläufen jetzt kommerziell bewähren.
Mit einem neuen elektrischen Schalter lassen sich mehr Informationen pro Speicherpunkt ablegen.
Forschungszentrum Karlsruhe erhält weitere 3,5 Millionen Euro für Arbeiten an ITER.
Konzept erlaubt zehnfache Energiedichte im Vergleich zu heutigen Lithium-Ionen-Zellen.
Photovoltaik
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Der Stromverbrauch im Auto steigt stetig. Selbst im Stand wollen viele Fahrer nicht auf Bordcomputer, Klimaanlage und Hifi-System verzichten. Dadurch wird ohne laufenden Motor die Autobatterie schnell überfordert. Amerikanische Wissenschaftler setzen…
Dünne Sandwichzelle mit feinsten Gitterstrukturen minimiert Streuverluste und verdreifacht Effizienz organischer Solarzellen.
Solarzellen aus kristallinem Silizium wandeln fast 20 Prozent des einfallenden Sonnenlichts in Strom um. Doch gerade die energiereichen Strahlen im ultravioletten Bereich nutzen sie kaum.
Thermionischer Konverter kann gekoppelt mit einem Dampfgenerator Wirkungsgrade von 50 Prozent erreichen
Stromspeicher
Spezielle Bindemittel verhindern ein schnelles Zersetzen der Elektroden und ermöglichen dadurch mehr als zweihundert Ladezyklen.
Wirkungsgrad von günstigen, thermoelektrischen Konvertern für hohe Temperaturen deutlich gesteigert
Mit modifizierten Zinkoxid-Schichten lässt sich die Stromausbeute von organischen Solarzellen deutlich steigern
Speicherkapazität kann mit löchrigem Silizium-Werkstoff für die Anode der wiederaufladbaren Batterie deutlich gesteigert werden
Geschichtete Kristalle aus Zinnselenid zeigen die bislang höchste Effizienz für thermoelektrischen Strom aus Abgaswärme.
Neues Material verhindert, dass sich durch Sonnenlicht erzeugte Ladungsträger nutzlos wieder vereinigen.
Durch eine neu entwickelte Membran können mehr Ladungen von Salz- in Süßwasser wandern, wodurch sich die Leistung von Osmosekraftwerken steigern lässt.
Filigrane Strukturen aus Silizium können Kapazität von Lithiumionen-Akkus deutlich steigern
Ein neues Verfahren wandelt das Treibhausgas sehr effizient in chemisch nutzbares Kohlenmonoxid um.
Günstige Perowskit-Solarzellen und Eisen-Nickel-Katalysatoren zu effizienter Gasfabrik verknüpft.
Effektivere Spaltung von Wassermolekülen mit Strom oder Sonnenlicht mit einem Katalysator aus relativ günstigen Substanzen
Mit selbstordnenden Polymeren auf Saphiroberflächen haben Ingenieure eine hohe Strukturdichte mit relativ einfachen Methoden erreicht.
Eine Kunststoffmembran mit Nanostruktur hält Kohlendioxid zurück, während andere Gase passieren dürfen: Nach dem Vorbild der Lunge verspricht die neuartige Membran aus Norwegen kostengünstiges, chemiefreies Filtern von Abgasen.
Ionen im Schweiß reagieren auf elektrische Spannungen und zeigen ein "Widerstands-Gedächtnis"
Neues Batteriekonzept soll Weg zu hohen Ladekapazitäten ebnen – sehr geringe Spannungsverluste beim Auf- und Entladen.
Metalle lassen sich mit vielfältigen Methoden bearbeiten, doch fehlt es bisher an Methoden, sie zuverlässig und in vertretbarer Rechenzeit im Computer nachzubilden.
Schwere Wolfram-Teilchen könnten Schrottklumpen zum schnelleren Verglühen in der Erdatmosphäre bringen
Methanhydrate sind eine häufige Form von Gashydraten. Diese gelten als möglicher Ersatz für Kohle, Öl und Erdgas. Sie bilden sich vor allem in Permafrostregionen und im Meer an Kontinentalrändern.
Winzige Wärmemaschine eignet sich zur aktiven Kühlung hoch getakteter Prozessoren
In einem Bioreaktor erzeugt eine Bakterienkultur – unterstützt durch Solarstrom – den Alkohol Butanol.
Eine integrierte Solarzelle macht die Energiezufuhr von außen überflüssig
Schülerwettbewerb "Invent a Chip" geht in die siebte Runde
Filigrane Struktur im Schichtaufbau von organischen Leuchtdioden streut bisher ungenutzte Lichtteilchen und reduziert Strahlungsverluste.
Die Prototypen neuer Piezomotörchen sind klein und stark genug, ferngesteuerte Chirurgenwerkzeuge im Miniaturformat sicher durch die Blutbahn zu steuern
Mit winzigen Hebeln und einem Atomkraftmikroskop lassen sich einzelne Zellen extrem schonend greifen und untersuchen.
Forscher rekonstruieren räumliche Ansichten mit fast atomarer Auflösung in Flüssigkeit.
Prototyp nutzt Bewegung von Flüssigkeiten, mit der bis zu 20 Watt Leistung erzeugt werden könnte
Ein Wassertropfen als Energiequelle -- das nutzt ein kleines Gerät, dessen Prinzip sich US-Forscher bei den Farnen abgeschaut haben. Ein Metallbogen wie ein Kamm oder eine Wirbelsäule ist gekrümmt, solange er nass ist. Verdunstet das Wasser, so…
Kapillarkräfte unterstützen Transport von Flüssigkeiten
Vierbeiniges Roboterinsekt nutzt nach Vorbild in der Natur die Oberflächenspannung des Wassers optimal aus.
Neues Bauteil erreicht Frequenz von 1,11 Terahertz und könnte neue Einsatzfelder ermöglichen.
Bionik
Nach dem Vorbild eines Nashornkäfers entwickelten Forscher eine kleine Roboterfliege, die Kollisionen standhalten kann.
Eine hölzerne Spiralstruktur nach natürlichem Vorbild bohrt sich bei Feuchtigkeit in den Boden und lässt Pflanzensamen erfolgreicher keimen.
In einem Experiment steuerten Forscher wenige Mikrometer kleine Drohnen mit winzigen Goldantennen mithilfe von Lasern durch eine Flüssigkeit.
Konstruktion nach dem Vorbild eines Ahornsamens lässt sich stabil durch die Lüfte steuern und kann prinzipiell nicht abstürzen
Die zufällige Bewegung von Bakterien in Flüssigkeit versetzt winzige Ratschenscheiben in Drehung - ein Steuern der Bakterien ist nicht nötig
Im Kinofilm schrumpft ein U-Boot samt Besatzung auf Miniaturgröße und fährt dann zum Reparatureinsatz durch den menschlichen Körper. In der Wirklichkeit ist es kanadischen Forschern jetzt erstmals gelungen, eine winzige Metallperle ebenso gezielt…
Mechanisches Insekt soll Umweltbelastungen von Gewässern untersuchen
Wer in einer Achterbahn fährt, der spürt, wie groß die Kräfte sind, die dabei auf einen wirken. Denn nur sie machen den besonderen Nervenkitzel bei rasanten Abfahrten und Loopings erst möglich.
Seismologie
Eine neue Methode, die kleine Änderungen der Schwerkraft detektiert, könnte schneller und genauer vor Tsunamis warnen.
Winzig, aber kraftvoll ist ein Molekül, das sich mit Hilfe von Licht und Wärme antreiben lässt und Objekte dreht, die bis 10.000-mal größer sind. Niederländische Forscher brachten diesen Nano-Motor in mehreren Schritten zu kompletten Drehungen.
Extrem leichte Konstruktion nutzt Ionen-Antrieb und soll Satelliten tief in den Weltraum tragen.
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Kombiniert mit klassischer Kernspin-Tomographie können Radarwellen die Qualität von Innenaufnahmen von Patienten deutlich verbessern
Mit einem Netzwerk aus empfindlichen Sensoren können Forscher Bewegungen von Personen durch Wände hindurch beobachten
Fließt der Teig in der Form von Katzenaugen, erweist sich der Mixvorgang als besonders effizient.
Forscher aus Jülich entwickeln Test für gefährliche Flüssigkeiten. Eine auf Supraleitung basierte Spektroskopiemethode verspricht eine schnelle Analyse an Flughäfen.
Hoch fokussierte Schallpulse könnten als akustische Operationsinstrumente oder Ingenieurswerkzeuge dienen
Zylindrischer Rumpf, zwei Flügel und großes Leitwerk: Seit Jahrzehnten wird jedes Passagierflugzeug nach dem gleichen Grundprinzip konstruiert. Doch diese Form könnte sich bald grundlegend wandeln.
Neuer Superkondensator aus hauchdünnen Graphenschichten speichert soviel Strom wie ein Nickelmetallhydrid-Akku
Datenübertragung
In der 285. Folge des Podcasts erklärt Armin Dekorsy, was die fünfte Mobilfunkgeneration ausmacht und welche neuen Anwendungen sie ermöglicht.
Wegen immer höherer Wirkungsgrade sind Kohlekraftwerke attraktive Energiequellen. Die Kehrseite: Bei der Verbrennung fossiler Energieträger entstehen große Mengen an klimawirksamem Kohlendioxid. Gibt es einen Kompromiss?
Privatauto, Müllwagen, Taxi und Transporter - Mit vier Modulen wandelt sich ein einziges Fahrzeug zum Multitalent
Nur ein einziges Molekül schaltet kontrolliert elektrischen Strom. Dieser Schritt zu milliardstel Meter kleinen Schaltkreisen der Zukunft gelang einem amerikanisch-russischen Forscherteam an der University of South Florida in Tampa.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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