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Technik
Nanoröhrchen können Nervenzellen erfolgreich mit elektronischen Schaltkreisen verbinden, berichten US-Forscher. Diese Schnittstelle zwischen Biologie und Technik könnte direkt zu künstlichen Nervenzellen führen, die eines Tages starke Schmerzen…
Selbstorganisation
Mit elektrischen Feldern lässt sich ein winziger Roboterarm – zusammengesetzt aus Erbgutsträngen – schnell und kontrolliert steuern.
Amerikanische Forscher schlagen den Bau filigraner Nanopropeller vor, um Flüssigkeiten effektiv durch die winzigen Kanäle von Laborchips pumpen und durchmischen zu können.
Basis für künstliche neuronale Netzwerke mit extremer Rechenleistung und geringem Energiebedarf gelegt.
Durch geschickte Manipulation des Lichts steigern Physiker die Intensität einer noch jungen Klasse von Lasern.
Neues Syntheseverfahren für hohle Nanopartikel aus Metalloxiden ermöglicht bessere Elektroden.
Hauchdünnes Material verdoppelt die Effizienz der künstlichen Photosynthese.
Eine neue Methode nutzt gestreutes Licht, um extrem geringe Druckänderungen – etwa von Herzzellen ausgehende Schallwellen – zu messen.
Mittels einer "optischen Pinzette" wollen amerikanische Forscher künftig lebende, biologische Proben zerstörungsfrei untersuchen.
Mit einer einfachen Drucktechnik lassen sich halbleitende Nanodrähte einfach, schnell und in großen Mengen auf einer Unterlage ausrichten. Dieser Erfolg einer amerikanischen Forschergruppe ebnet den Weg hin zu effizienten Schaltkreisen aus…
Ein neu entwickeltes Rasterkraftmikroskop nutzt winzige Drähte als Sensoren, um sowohl Größe als auch Richtung von Kräften zu messen.
Computerchips könnten in Zukunft aus winzigen Schaltkreisen mit je nur einem einzigen Molekül bestehen. Ein Vielfaches der Rechenleistung wäre damit bei gleicher Größe möglich. Schweizer Forscher berichten nun über die kontrollierte, elektrische…
Elektronik in Textilien und kleine Mobilgeräte könnten in Zukunft mit dünnen und biegsamen Solarzellen betrieben werden. Statt auf starre Siliziummodule setzen die Forscher auf Plastik- oder Farbstoffsolarzellen.
Forscher entwickeln Solarzellen aus winzigen Kohlenstoffröhrchen. Die optischen Antennen könnten eine Alternative zu Halbleitermodellen werden.
Forscher aus Karlsruhe haben eine Methode entwickelt, mit der sich Nanoantennen aus Gold herstellen lassen. Diese Antennen ermöglichen den zukünftigen Aufbau eines optischen High-Speed-Datennetzes.
Klein wie eine Münze und doch zehnmal länger Energie liefernd als eine Batterie von gleichem Gewicht: Das ist das Bild einer winzigen Gasturbine, die künftig tragbare elektronische Geräte vom Mobiltelefon bis zum Laptop "befeuern" soll.
Durchsichtig und flexibel - mit heißer Luft erzeugt eine Folie aus Kohlenstoffnanoröhrchen hörbare Schallwellen
Anti-Reflexionsschicht nach dem Vorbild der Insekten fängt mehr Sonnenlicht ein
In Brennstoffzellen hilft der Eisenkern eines synthetischen Moleküls beim Aufspalten von Wasserstoff.
Organisches Prozessor-Konstrukt imitiert das sich entwickelnde, "lernende" Hirn: Die Molekülstruktur bewältigt massives Parallelrechnen für bislang schwer zu lösende Probleme und kann Schäden selbst reparieren
Über biochemische Reaktionen können Erbgut-Schaltkreise logische Aufgaben lösen
Eine Kombination von Molekülgruppen mit speziellen Eigenschaften ermöglicht im Test den kontrollierten Transport von Nanopartikeln.
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.
Privatauto, Müllwagen, Taxi und Transporter - Mit vier Modulen wandelt sich ein einziges Fahrzeug zum Multitalent
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?
Datenübertragung
In der 285. Folge des Podcasts erklärt Armin Dekorsy, was die fünfte Mobilfunkgeneration ausmacht und welche neuen Anwendungen sie ermöglicht.
Neuer Superkondensator aus hauchdünnen Graphenschichten speichert soviel Strom wie ein Nickelmetallhydrid-Akku
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.
Hoch fokussierte Schallpulse könnten als akustische Operationsinstrumente oder Ingenieurswerkzeuge dienen
Forscher aus Jülich entwickeln Test für gefährliche Flüssigkeiten. Eine auf Supraleitung basierte Spektroskopiemethode verspricht eine schnelle Analyse an Flughäfen.
Fließt der Teig in der Form von Katzenaugen, erweist sich der Mixvorgang als besonders effizient.
Mit einem Netzwerk aus empfindlichen Sensoren können Forscher Bewegungen von Personen durch Wände hindurch beobachten
Kombiniert mit klassischer Kernspin-Tomographie können Radarwellen die Qualität von Innenaufnahmen von Patienten deutlich verbessern
Ionenfalle
Für ihre Experimente an einzelnen Quantenteilchen erhielten David Wineland und Serge Haroche den Physik-Nobelpreis 2012.
Extrem leichte Konstruktion nutzt Ionen-Antrieb und soll Satelliten tief in den Weltraum tragen.
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.
Seismologie
Eine neue Methode, die kleine Änderungen der Schwerkraft detektiert, könnte schneller und genauer vor Tsunamis warnen.
Physik hinter den Dingen
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.
Mechanisches Insekt soll Umweltbelastungen von Gewässern untersuchen
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…
Bionik
Forschende entwickelten einen neuen Roboter für minimalinvasive Behandlungen nach dem Vorbild von Schuppentieren.
Die zufällige Bewegung von Bakterien in Flüssigkeit versetzt winzige Ratschenscheiben in Drehung - ein Steuern der Bakterien ist nicht nötig
Konstruktion nach dem Vorbild eines Ahornsamens lässt sich stabil durch die Lüfte steuern und kann prinzipiell nicht abstürzen
Nanotechnologie
In einem Experiment steuerten Forscher wenige Mikrometer kleine Drohnen mit winzigen Goldantennen mithilfe von Lasern durch eine Flüssigkeit.
Eine hölzerne Spiralstruktur nach natürlichem Vorbild bohrt sich bei Feuchtigkeit in den Boden und lässt Pflanzensamen erfolgreicher keimen.
Nach dem Vorbild eines Nashornkäfers entwickelten Forscher eine kleine Roboterfliege, die Kollisionen standhalten kann.
Neues Bauteil erreicht Frequenz von 1,11 Terahertz und könnte neue Einsatzfelder ermöglichen.
Vierbeiniges Roboterinsekt nutzt nach Vorbild in der Natur die Oberflächenspannung des Wassers optimal aus.
Kapillarkräfte unterstützen Transport von Flüssigkeiten
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…
Prototyp nutzt Bewegung von Flüssigkeiten, mit der bis zu 20 Watt Leistung erzeugt werden könnte
Forscher rekonstruieren räumliche Ansichten mit fast atomarer Auflösung in Flüssigkeit.
Mit winzigen Hebeln und einem Atomkraftmikroskop lassen sich einzelne Zellen extrem schonend greifen und untersuchen.
Die Prototypen neuer Piezomotörchen sind klein und stark genug, ferngesteuerte Chirurgenwerkzeuge im Miniaturformat sicher durch die Blutbahn zu steuern
Filigrane Struktur im Schichtaufbau von organischen Leuchtdioden streut bisher ungenutzte Lichtteilchen und reduziert Strahlungsverluste.
Schülerwettbewerb "Invent a Chip" geht in die siebte Runde
Eine integrierte Solarzelle macht die Energiezufuhr von außen überflüssig
In einem Bioreaktor erzeugt eine Bakterienkultur – unterstützt durch Solarstrom – den Alkohol Butanol.
Winzige Wärmemaschine eignet sich zur aktiven Kühlung hoch getakteter Prozessoren
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.
Schwere Wolfram-Teilchen könnten Schrottklumpen zum schnelleren Verglühen in der Erdatmosphäre bringen
Metalle lassen sich mit vielfältigen Methoden bearbeiten, doch fehlt es bisher an Methoden, sie zuverlässig und in vertretbarer Rechenzeit im Computer nachzubilden.
Neues Batteriekonzept soll Weg zu hohen Ladekapazitäten ebnen – sehr geringe Spannungsverluste beim Auf- und Entladen.
Ionen im Schweiß reagieren auf elektrische Spannungen und zeigen ein "Widerstands-Gedächtnis"
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.
Mit selbstordnenden Polymeren auf Saphiroberflächen haben Ingenieure eine hohe Strukturdichte mit relativ einfachen Methoden erreicht.
Effektivere Spaltung von Wassermolekülen mit Strom oder Sonnenlicht mit einem Katalysator aus relativ günstigen Substanzen
Günstige Perowskit-Solarzellen und Eisen-Nickel-Katalysatoren zu effizienter Gasfabrik verknüpft.
Ein neues Verfahren wandelt das Treibhausgas sehr effizient in chemisch nutzbares Kohlenmonoxid um.
Filigrane Strukturen aus Silizium können Kapazität von Lithiumionen-Akkus deutlich steigern
Regenerative Energien
Durch eine neu entwickelte Membran können mehr Ladungen von Salz- in Süßwasser wandern, wodurch sich die Leistung von Osmosekraftwerken steigern lässt.
Neues Material verhindert, dass sich durch Sonnenlicht erzeugte Ladungsträger nutzlos wieder vereinigen.
Geschichtete Kristalle aus Zinnselenid zeigen die bislang höchste Effizienz für thermoelektrischen Strom aus Abgaswärme.
Speicherkapazität kann mit löchrigem Silizium-Werkstoff für die Anode der wiederaufladbaren Batterie deutlich gesteigert werden
Mit modifizierten Zinkoxid-Schichten lässt sich die Stromausbeute von organischen Solarzellen deutlich steigern
Wirkungsgrad von günstigen, thermoelektrischen Konvertern für hohe Temperaturen deutlich gesteigert
Stromspeicher
Spezielle Bindemittel verhindern ein schnelles Zersetzen der Elektroden und ermöglichen dadurch mehr als zweihundert Ladezyklen.
Thermionischer Konverter kann gekoppelt mit einem Dampfgenerator Wirkungsgrade von 50 Prozent erreichen
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.
Dünne Sandwichzelle mit feinsten Gitterstrukturen minimiert Streuverluste und verdreifacht Effizienz organischer Solarzellen.
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…
Photovoltaik
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Konzept erlaubt zehnfache Energiedichte im Vergleich zu heutigen Lithium-Ionen-Zellen.
Forschungszentrum Karlsruhe erhält weitere 3,5 Millionen Euro für Arbeiten an ITER.
Mit einem neuen elektrischen Schalter lassen sich mehr Informationen pro Speicherpunkt ablegen.
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.
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…
Mithilfe von Licht und Magnetfeldern lassen sich Atome einfangen und auf ein millionstel Grad über den absoluten Nullpunkt abkühlen.
Forscher erreichen mit ihrer Technik das Hundertfache der üblichen 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.
Abgeflachte Nanokegel erlauben höhere Speicherdichte
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…
Mit winzigen Partikeln lassen sich Schadstoffe aus verunreinigtem Wasser herausfiltern.
Bildgebungsverfahren
In der 266. Folge unseres Podcasts spricht Volker Behr über ein neues medizinisches Bildgebungsverfahren, das auf winzigen magnetischen Partikeln basiert.
In allen Farben des Regenbogens schillert ein und dieselbe Flüssigkeit. Diese muss nur unterschiedlich starken Magnetfeldern ausgesetzt werden.
Metalle
Neue Einblicke in die Kristallstruktur des Leichtmetalls könnten die Produktion von Bauteilen aus Magnesium drastisch vereinfachen.
Nanodichtung schützt empfindliche Plastikelektronik vor Feuchtigkeit
Nanoteilchen nutzen platzende Sauerstoffbläschen, um sich fortzubewegen.
Schweizer Ingenieure entwickeln einen pneumatischen Hybridmotor, mit dem Fahrzeuge ein gutes Drittel weniger Treibstoff verbrauchen
Energiespeicher
Lithium-Ionen-Batterien sind milliardenfach in Smartphones, Laptops und Elektroautos verbaut. Man schätzt sie vor allem wegen ihrer hohen Energiedichte.
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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