news from the lab 2016

Datenbankexperten aus Japan, Amerika und Europa haben einen Code entwickelt, mit dem es möglich ist, die Informationen von Massenspektren zu vereinheitlichen. Der Spectral-Hash oder Splash genannte Code erleichtert die Suche nach Spektren im Internet. Alle verfügbaren Informationen zu einem bestimmten Spektrum können mit diesem Spektren-Hashtag gezielt aus allen Datenbanken zusammengetragen und miteinander verglichen werden.

Elektronen in Festkörpern können sich zu so genannten Quasiteilchen zusammentun, die neue Phänomene hervorbringen.

ETH-Forschende haben mithilfe eines additiven Fertigungsverfahrens ein äusserst poröses Keramik-Bauteil gedruckt.

Wolken bestehen aus winzigen Tröpfchen. Diese Tröpfchen bilden sich, wenn das Wasser an sogenannten Aerosolen kondensiert - an kleinen Partikeln in der Atmosphäre. Wie wiederum Aerosole entstehen, ist daher für das Verständnis der Wolkenhelligkeit und somit des Klimas und des Klimawandels von entscheidender Bedeutung.

ETH-Wissenschaftler zeigten in einem Experiment, dass proteinähnliche zweidimensionale Strukturen - Amyoloide - verblüffend leicht aus einfachen Bausteinen entstehen können. Diese Entdeckung bestärkt die Forscher in ihrer Annahme, dass Urformen des Lebens aus solchen Amyloiden entstanden sein könnten.

Wissenschaftler der Universität Basel, der ETH Zürich in Basel und des NCCR Molecular Systems Engineering haben ein künstliches Metalloenzym entwickelt, das innerhalb einer lebenden Zelle eine Reaktion katalysiert, die so in der Natur nicht vorkommt. Mit solchen Enzymen könnten erstmals neue nicht-natürliche Stoffwechselwege in lebenden Zellen erschaffen werden.

ETH-Forscher bauten im Labor Fettsäuren nach, die im Körper bei oxidativem Stress entstehen. Die Laborvarianten entpuppten sich als potentere Entzündungshemmer als die natürlichen.

Synthetische Biologie ist ein aufstrebendes und sich schnell entwickelndes Forschungsfeld im Ingenieurwesen. Berner Forscher haben innerhalb des Nationalen Forschungsschwerpunkts 'Molecular Systems Engineering' einen chemischen Schalter in eine molekulare 'Nanomaschine' eingebaut, die unter anderem synthetische Zellen mit Energie versorgen kann.

Forschende der ETH Zürich entwickelten einen Lithium-Ionen-Akku, der ausschliesslich aus festem Material besteht - er enthält weder Flüssigkeiten noch Gele.

Chemikern der Universität Basel ist es gelungen, mit Computersimulationen kurzlebige Strukturen in Eiweissmolekülen aufzuklären. In der Zeitschrift «Angewandte Chemie» berichten die Forscher, wie mit Computersimulationen atomare Details der Wirkungsweise von Proteinen verstanden werden können. Mithilfe der computergestützten Chemie ist es möglich, die Bewegung einzelner Atome einer Verbindung zu charakterisieren.

Trotz ihres grossen Potentials hat die Sonnenenergie ein Problem: Die Sonne scheint nicht immer und ihre Energie lässt sich schwer speichern. Forscher an der ETH Zürich und am Paul Scherrer Institut (PSI) haben nun einen chemischen Prozess vorgestellt, welcher die Wärmeenergie der Sonne nutzt, um aus Kohlendioxid und Wasser hochenergetische Treibstoffe herzustellen.

Zwei Forschungsprojekte des Nationalen Forschungsprogramms Ressource Holz haben neue Verfahren entwickelt, um aus Holz wichtige Chemikalien für die Herstellung von Medikamenten, Kunststoffen und Düngern gewinnen zu können.

Chemikerteams der Universitäten Basel und Zürich sind der Energiegewinnung aus Sonnenlicht einen Schritt näher gekommen: Sie konnten erstmals eine der wichtigsten Phasen der natürlichen Fotosynthese in künstlichen Molekülen nachvollziehen. Ihre Ergebnisse stellen sie in der Fachzeitschrift «Angewandte Chemie (Internationale Ausgabe)» vor.

Vitamine, Medikamente, Lösungsmittel, Pflanzenschutzmittel und Polymere - viele davon liessen sich in Zukunft auch aus Holzabfällen herstellen. Und zwar mindestens so wirtschaftlich, umweltschonend und sicher wie derzeit aus Erdöl. Dies zeigte ein internationales Forscherteam unter der Leitung von ETH-Wissenschaftlern auf.

Komet Churyumov-Gerasimenko enthält Schlüsselelemente für Leben. Das ROSINA- Messinstrument auf der Raumsonde Rosetta hat Aminosäure und Phosphor - beides wichtige Bestandteile von DNA, RNA und Zellmembranen - in der Staubund Gaswolke nachgewiesen, die den Kometen umgibt. Seit langem wird die Möglichkeit diskutiert, dass Wasser und organische Moleküle durch Kometen auf die frühe Erde gebracht wurden.

ETH-Wissenschaftler haben einen neuen Katalysator gefunden, mit dem Erdgasbestandteile einfach in einen Ausgangsstoff für komplexe chemische Verbindungen wie Polymere und Medikamente sowie für Treibstoffe überführt werden können.

In den letzten zwanzig Jahren hat die Chemie viele wichtige Instrumente und Verfahren für die Biologie hervorgebracht. Heute können wir Proteine herstellen, die in der Natur bisher nicht vorkommen. Es lassen sich Bilder von Ausschnitten lebender Zellen aufnehmen und sogar einzelne Zellen in lebendigen Tieren beobachten.

Physiker des Swiss Nanoscience Institutes und der Universität Basel ist es erstmals gelungen, die sehr schwachen Van-der-Waals-Kräfte zwischen einzelnen Atomen zu messen. Dazu fixierten sie einzelne Edelgasatome in einem molekularen Netzwerk und ermittelten die Wechselwirkungen mit einem einzelnen Xenonatom, das sie an der Spitze eines Rasterkraftmikroskops positioniert hatten.

Mithilfe eines extrem schnellen und präzisen Rasterkraftmikroskops haben Forscher der Universität Basel erstmals «lebendige» Kernporenkomplexe bei der Arbeit gefilmt. Kernporen sind molekulare Maschinen, die den Verkehr in und aus dem Zellkern kontrollieren. In ihrem kürzlich in «Nature Nanotechnology» publizierten Artikel erklären die Forscher, wie bewegliche «Tentakeln» in der Pore die Passage von unerwünschten Molekülen verhindern.

Quantenzustände von Atomen oder Molekülen genau zu kontrollieren, ist seit Jahren ein Traum von Physikern. ETH-Forscher haben jetzt einen Rekord für die Herstellung hoch angeregter Quantenzustände massiver Teilchen aufgestellt. Ihre Technik könnte dazu dienen, Quantencomputer schneller zu machen. Seit einigen Jahrzehnten arbeiten Quantenphysiker daran, einen Traum wahr werden zu lassen: einzelne Atome, Moleküle oder andere kleinste Teilchen, die den Gesetzten der Quantenphysik gehorchen, so genau zu kontrollieren, dass man neuartige Computer und andere Maschinen mit ihnen bauen kann.