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Technik
Flexible und günstige Photovoltaik-Module lassen sich auch ohne flüchtige Lösungsmittel können produzieren - und erreichen sogar einen höheren Wirkungsgrad
Materie
Wenn Halbleiterelektronen einem starken elektrischen Feld ausgesetzt werden, erzeugen sie Strahlung mit extrem hoher Bandbreite.
Flexible und günstige Computerchips, Solarmodule und rollbares, elektronisches Papier verlangen nach halbleitenden Kunststoffen. Mit einer bisher unerreichten Beweglichkeit der Ladungsträger bereichert nun ein neues Polymer die Palette der…
Piezo-Modul wandelt hoch effizient elektrische Spannungen in Bewegungen um - Anwendung als Minikraftwerk vorstellbar
Mit einem völlig neuen Farbstoff gelang schweizerischen Forschern eine Rekordstromausbeute von 7,2 Prozent bei Solarzellen.
Neuronale Netze
Ein neu entwickeltes elektronisches Modul – ein Memtransistor – vereint die Eigenschaften eines Transistors mit denen eines Speichermoduls.
Über die Polarisation kann sich ein ferroelektrisches Material digitale Information ohne Stromfluss merken.
Bereits in den 1960er Jahren löste Silizium das Germanium als Grundstoff für Transistoren ab. Doch ein neues Verfahren macht Germanium-Transistoren für die Entwicklung schnellerer Chips wieder interessant.
Klassisches Erklärungsmodell kann deutlich erweitert werden
Forscher beobachten atomare Struktur einer Katalysatoroberfläche unter Reaktionsbedingungen.
Dank einer speziellen Nanostruktur bündelt eine neu entwickelte Linse besonders viel Röntgenstrahlung und erreicht so eine hohe Auflösung und Lichtstärke.
Erde
Analysen uralter Mineralien weisen auf einen aktiven Geodynamo schon vor über vier Milliarden Jahre hin.
Strukturen aus Kohlenstoff auf den Elektroden verbessern die Lade- und Entladerate deutlich.
Entdeckung ermöglicht völlig neue Kunststoffe und Nanomaterialien
Röntgenanalyse zeigt, wie sich die Struktur von Magma unter extrem hohem Druck verändert.
Dreidimensionale photonische Kristalle lassen sich aus einem Stück Silizium "schnitzen"
Das Internationale Einheitensystem
Klaus von Klitzing vom MPI für Festkörperforschung in Stuttgart über mögliche neue Definitionen des Kilogramms.
Raumfahrt
Lichtsegel, die Laserstrahlen gezielt ablenken, könnten zukünftig als Antrieb für Mini-Raumsonden dienen, die innerhalb von Jahrzehnten zu anderen Sternen fliegen.
Britische Forscher entwickeln elastisches Material, das durch schnelles Rühren flüssig wird - Anwendung als Biosensoren denkbar
Erste Prototypen sind ganz ohne Halbleiter entwickelt und sollen sparsam und schnell sein.
Photovoltaik
In einem Nanomaterial entdeckten Forscher ein neues Phänomen, mit dem sich durch Licht erzeugte Ladungen mehrere Tage lang speichern lassen.
Eingekoppelte Radiowellen wandeln farbiges Laserlicht rasant in holografische Bildpunkte um.
Sogenannte Memristoren verändern durch Spannungspulse ihre elektrische Leitfähigkeit, was sich für Lernprozesse in neuronalen Netzen nutzen lässt.
Strukturanalysen mit Röntgenstrahlung bestätigen, dass zwei natürliche Minerale eine poröse Wabenstruktur mit vielen Hohlräumen aufweisen.
Nanostruktur der Stachel könnte Vorbild für neue Baustoffe werden.
Ein Modell erklärt die außergewöhnlichen Eigenschaften von Seide und zeigt Anwendung für künftige künstliche Materialien auf.
Teilchen
Beim SMART-Mikrospektroskop werden durch die innovative Korrektur von Abbildungsfehlern Auflösungen im Nanometerbereich realisiert.
Reibung und Abrieb treten in allen Maschinen und bewegten Teile auf. Die Kosten für Schmiermittel und Verschleiß bewegen sich weltweit fast im Billionen-Euro-Bereich. Zwei Forscherteams entwickelten nun Messmethoden, wie sich Reibungseffekte auf…
Leben
Die Temperatur im Innern von Zellen kann mit winzigen Diamantstücken vermessen werden, die in die Zelle eingebracht werden.
Das Edelmetall Iridium fördert beim Entladen die Bildung von stabileren Lithiumsuperoxid-Kristallen.
Geschickte Zellarchitektur nutzt mehr Sonnenlicht zur Stromerzeugung - Prototyp mit sechs Prozent Wirkungsgrad
Materialforschung
Hochaufgelöste Aufnahmen von Oberschenkelknochen zeigen den besonderen Aufbau aus harten Mineralen und flexiblen Proteinen auf Nanoebene.
Neues Syntheseverfahren für hohle Nanopartikel aus Metalloxiden ermöglicht bessere Elektroden.
Die Tiere passen ein Netz aus Nanokristallen in ihrer Haut aktiv an und reflektieren dadurch nur bestimmte Wellenlängen.
Neuer Ansatz soll Wirkungsgrad von Solarzellen drastisch steigern helfen.
Schalenhaut dient als Unterlage für die Zucht von Bleisulfid-Kristalliten
Neue Zuchtmethode könnte zu besseren Solarzellen, Leuchtdioden und Schaltkreisen führen
Die Wechselwirkung zwischen hochfrequenten Ultraschallwellen und Licht in einem winzigen Draht ließe sich für die optische Datenverarbeitung nutzen.
Nur noch wenige millionstel Meter messen in Zukunft winzige Leuchtdioden (LED) oder Laser aus Nanodrähten. Reif für eine Serienproduktion sind sie noch nicht. Aber das Material Zinkoxid gilt hier als viel versprechend für den Bau solcher…
Forschung – gefördert vom BMBF
In einem deutsch-schwedischen Projekt untersuchen Wissenschaftler, wie sich der Wirkungsgrad einer neuen Klasse von Solarzellen steigern lässt.
Mittels einer "optischen Pinzette" wollen amerikanische Forscher künftig lebende, biologische Proben zerstörungsfrei untersuchen.
Ein neu entwickeltes Rasterkraftmikroskop nutzt winzige Drähte als Sensoren, um sowohl Größe als auch Richtung von Kräften zu messen.
Künstliche Atome lassen sich nun auch bei Raumtemperatur „an- und ausschalten“ und könnten als optische Transistoren dienen.
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.
Nano-Optik umfasst optische Methoden, mit denen sich einzelne Nanoteilchen und Nanostrukturen herstellen, untersuchen und manipulieren lassen.
DNA-Origami liefert die Grundlage für günstige und schnelle Produktion von Nanostrukturen.
Forscher finden Spuren in 13.000 Jahre alten Sedimenten.
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.
Animation: Muster mit der Symmetrie eines Quasikristalls
Multiferroika ermöglichen durch ihre einzigartigen Eigenschaften völlig neue technologische Anwendungen. Doch bis zur serienreifen Umsetzung müssen die Effekte in den Materialien noch weiter verbessert und erforscht werden.
Multiferroika vereinen in sich so verschiedene Eigenschaften wie Magnetismus und Ferroelektrizität. Diese Koexistenz in einem Material ermöglicht völlig neue physikalische Phänomene.
Universum
Magmaeinschlüsse im Mondgestein ähneln Material aus dem Erdmantel - und stehen im Widerspruch zu Modellen der Mondentstehung.
Amerikanische Forscher haben erstmalig modelliert, wie sich auf einem Neutronenstern aus einem flüssigen Ozean neue kristalline Kruste aufbaut. Dabei zeigte sich im Gegensatz zu den bisherigen Annahmen der Astrophysiker, dass die chemische…
In einem Verbundprojekt verzehnfachen Forscher den Energiebereich und das Auflösungsvermögen eines Messinstruments für Neutronenstreuexperimente.
Forscher wollen die solare Spaltung von Wassermolekülen mit genoppten Nanodrähte aus Titandioxid verbessern.
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.
Supraleitende Eigenschaften lassen sich elegant auf dünne Kristallschichten aus Wismuttellurid übertragen
Mithilfe kurzwelliger Elektronenstrahlen können die Wissenschaftler direkt verfolgen, was in Kristallgittern beim Abkühlen oder Erhitzen, Stauchen oder Dehnen einer Materialprobe vor sich geht.
Ohne Verunreinigungen erstarrt Wasser erst weit unter Null Grad - Entdeckung hat Bedeutung für Klimamodelle
Prototyp einer robusten Strahlungsquelle für Mikrowellen kann zu präziseren Messungen in der Astronomie führen.
Reflektierte Elektronenwellen offenbaren detaillierte Ursachen für Leitfähigkeit und Magnetismus
Forscher rekonstruieren räumliche Ansichten mit fast atomarer Auflösung in Flüssigkeit.
Enorme Hitze und gigantische Drücke herrschen im Innern von Planeten. Da Geophysiker mit Bohrungen nicht in diese Tiefen vordringen können, bleibt ihnen nur die Simulation im Labor oder am Rechner.
Winzige Wärmemaschine eignet sich zur aktiven Kühlung hoch getakteter Prozessoren
In dieser Schlüsselkomponente für extrem schnelle optische Schaltkreise dienen mechanische Schwingungen der Lichtverstärkung.
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.
Messungen an der Strahlenquelle HASYLAB zeigen, dass natürliches Methanhydrat aus größeren Kristallen besteht als künstlich im Labor erzeugtes.
Ein neues Material, zusammengesetzt aus Metallatomen und organischen Molekülen, zeigt erstmals auch bei Raumtemperatur stabile magnetische Eigenschaften.
Neuer Werkstoff für gewagtere Konstruktionen von Häusern und Brücken oder langlebige Implantate
Um ganz neue Materialeigenschaften zu erzeugen, greifen Wissenschaftler gezielt in die Ordnung von Atomen in Metallen ein.
Metalle lassen sich mit vielfältigen Methoden bearbeiten, doch fehlt es bisher an Methoden, sie zuverlässig und in vertretbarer Rechenzeit im Computer nachzubilden.
Metalle sind extrem vielseitig. Sie leiten Strom und Wärme, sind bei Raumtemperatur entweder hochfest oder weich wie Butter. Metalle sind mit Abstand die häufigsten Elemente des Periodensystems.
Schon in den 1980er Jahren entstand die Idee, den LHC zu bauen. Im Jahr 1994 begann die Realisierung. Hier finden Sie die wichtigsten Etappen seitdem.
Mit selbstordnenden Polymeren auf Saphiroberflächen haben Ingenieure eine hohe Strukturdichte mit relativ einfachen Methoden erreicht.
Neuartige, thermoelektrische Kristalle zeigen dank „flüssiger“ Ionen hohe Wirkungsgrade
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
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.
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…
Lithium-Ionen speisen Handys und Laptops über Stunden und Tage mit Strom. Doch an Geräte mit größerem Leistungshunger wie Elektroautos oder Werkzeuge geben diese Akkus ihren Saft nicht schnell genug ab. Amerikanische Wissenschaftler suchten daher…
Ein neuer Prototyp verringert den Verlust von Ladungsträgern und zeigt gleichzeitig über viele Stunden einen hohen Wirkungsgrad.
Ein neues Sturmmodell ergänzt die bisherigen Mechanismen für atmosphärische Entladungen.
Über den Einbau von Selen-Atomen kontrollieren Forscher das optische Verhalten von Molekülen
Die Untersuchung einer neuen Klasse von Hochtemperatursupraleitern mit Synchrotronstrahlung bei hohen Drücken bestätigt die theoretischen Vorhersagen.
Mit Synchrotronlicht untersuchen Forscher das Verhalten von verschiedenen Materialien unter hohem Druck und extrem tiefen oder hohen Temperaturen.
Festkörper und Flüssigkeiten, Gase und Plasmen, Halb- und Supraleiter, Gläser und Magnete – Materie gibt es in einer ganzen Fülle an Formen.
Physiker simulieren die effektive Masse von Elektronen und Positronen, die beim spontanen Zerfall des Vakuums entstehen.
Einem Team schweizer Forscher ist es gelungen, die im Kern des Planeten Mars herrschenden Bedingungen im Labor nachzustellen. Die Experimente zeigen, dass das Gemisch aus Eisen, Nickel und Schwefel bei den dort herrschenden Temperaturen vollständig…
Magnetische Materialien sind technisch seit langem von großer Bedeutung. Dabei müssen die magnetischen Eigenschaften je nach Anwendung unterschiedlich sein.
Materialien
Kleine Verunreinigungen verleihen Nanodiamanten magnetische Eigenschaften.
Forscher kontrollieren die magnetischen Eigenschaften hauchdünner Nanoinseln bei Raumtemperatur und sehen mögliche Anwendungen für leistungsfähigere Rechner.
Eisenreiche Salze helfen, verschmutzte Seifenreste nach dem Reinigen aus dem Wasser zu ziehen.
Ein ferromagnetisches Metall ist in Bereiche unterschiedlicher Magnetisierungsrichtung aufgeteilt. Im Nanobereich herrscht eine kohärente Spinstruktur vor.
Neues Experiment schafft Rahmen für kontrollierte Untersuchungen an magnetischen Monopolen.
Skelett eines Blattes ermöglicht filigrane Eisenkarbid-Strukturen für effiziente Katalysatoren
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.
Winzige Cluster aus 55 Goldatomen eignen sich für katalytische Prozesse, obwohl Festkörper aus Gold chemisch inert sind
Propeller- und Düsenflugzeuge erzeugen Eiskristalle, Schneeflocken und Regentropfen in eiskalten Wolken
Quelle: https://www.weltderphysik.de/service/suche/
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