aktualitäten 2022

Nach aufwändigen Analysen haben Forschende die Ursache des Beton-Skandals in der irischen Grafschaft Donegal gefunden, wo Bauschäden seit Jahren für rote Köpfe und Proteste sorgen: Betonwände von tausenden Häusern sind von Rissen durchgezogen, die teure Reparaturen oder gar einen Abbruch nötig machen.

Eine neue Gold-Nanobeschichtung von Forschenden heizt Brillengläser mit Sonnenlicht auf, sodass diese auch bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht mehr beschlagen. Auch auf Autoscheiben könnte die Beschichtung zur Anwendung kommen. Forschende der ETH Zürich entwickelten eine hauchdünne transparente Beschichtung aus Gold, die Sonnenlicht in Wärme umwandeln kann.

Mit Hilfe eines neuen Analyseverfahren haben Forschende Viren auf ihrem Weg durch Gesichtsmasken verfolgt und ihr Scheitern an den Filterschichten verschiedener Maskentypen miteinander verglichen. Das neue Verfahren soll nun die Entwicklung von Oberflächen beschleunigen, die Viren abtöten können, wie das Team im Fachmagazin «Scientific Reports» schreibt.

In der Makrowelt ist Reibung eigentlich nicht von der Geschwindigkeit abhängig, mit der sich zwei Flächen aneinander vorbei bewegen. Genau das haben nun jedoch Forschende aus Basel und Tel Aviv bei speziellen Strukturen von Graphen auf einer Platinoberfläche beobachtet. Materialien, die aus einzelnen atomaren Schichten bestehen, sind aufgrund ihrer potenziell geringen Reibung interessant für Anwendungen, bei denen Reibung reduziert werden soll.

Hörgeschädigte Menschen, deren Hörnerv noch intakt ist, kann oft mit einem Cochlea-Implantat geholfen werden. Doch das Einsetzen des Implantats ins Innenohr ist nicht ohne Risiken, da dabei Gesichtsnerven verletzt werden können. Forschende haben einen neuartigen "smarten" Bohrer entwickelt, der dieses Risiko minimiert, indem er sich in der Nähe von Nerven automatisch abschaltet.

Das vor zwei Jahren durchgeführte Einschlagsexperiment der japanischen Hayabusa2-Mission auf dem Asteroiden Ryugu hat einen unerwartet grossen Krater erzeugt. Einem Team unter der Leitung der Universität Bern und des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS gelang es nun, anhand von Simulationen neue Erkenntnisse aus dem Experiment zur Entstehung und Entwicklung von Asteroiden zu gewinnen.

Das renommierte US-Magazin «TIME» publiziert alljährlich eine Liste der bedeutendsten Erfindungen des Jahres. Dieses Jahr haben es Gustav Nyström und sein Team vom «Cellulose & Wood Materials Laboratory» der Empa in diese Auswahl geschafft - mit ihrer biologisch abbaubaren Einweg-Batterie, die in die Zukunft umweltfreundlicher Elektronik weist.

Gemeinsam mit Experten der EPFL und der ETH Zürich forscht ein Team der Empa an der nächsten Generation eines VR-Handschuhs, mit dem virtuelle Welten im Metaverse greifbar werden.

Forschern ist es erstmals gelungen, ein supraleitendes Bauteil aus Graphen zu bauen, das quantenkohärent und empfindlich gegenüber Magnetfeldern ist. Damit eröffnen sich für die Grundlagenforschung interessante neue Perspektiven. Es ist weniger als 20 Jahre her, seit es Konstantin Novoselov und Andre Geim erstmals gelang, zweidimensionale flächige Kristalle herzustellen, die nur aus einer Schicht Kohlenstoffatome bestehen.

Forschende haben eine Struktur entwickelt, die sich beliebig in verschiedene stabile Formen umwandeln lässt und gleichzeitig bemerkenswert einfach hergestellt werden kann. Der Schlüssel dazu liegt in einer geschickten Kombination der Ausgangsmaterialien. Seit längerem tüfteln Forscherinnen und Forscher an Materialien, die je nach Bedarf verschiedene stabile Formen annehmen können.

Die integrierte Beleuchtung in Möbelstücken könnte in Zukunft kabellos sein: Eine Holzwerkstoffplatte, die Strom leitet, wurde von Forschenden des Instituts für Werkstoffe und Holztechnologie IWH der Berner Fachhochschule BFH entwickelt. In einem nächsten Schritt soll das Produkt bis zur Marktreife weiterentwickelt werden.

Ein Jahr nach ihrem letzten Wirkungsgradrekord haben Empa-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler einen neuen Höchstwert von 22,2% für flexible CIGS-Solarzellen auf Plastikfolien erreicht. Solarzellen dieses Typs eignen sich besonders für Anwendungen auf Gebäuden, Fahrzeugen, Satelliten, Luftschiffen und mobilen Geräten.

Zum Vergolden von Skulpturen verwendeten Künstler im späten Mittelalter oft einen hauchdünnen Goldfilm, der von einer Silberschicht getragen wurde. Nun haben Forschende am Paul Scherrer Institut PSI erstmals dreidimensionale Nanobilder von diesem sogenannten Zwischgold gemacht. Die Aufnahmen zeigen, wie hoch entwickelt die mittelalterliche Fertigungstechnik war, und erklären, warum die Restaurierung dieser Kunstwerke so schwierig ist.

Um Bahnlärm für Anwohner zu reduzieren, sind nicht nur Lärmschutzwände oder leisere Radsysteme und Bremsen geeignet. Ein unscheinbares Bauteil unter den Gleisen ist für ein Forscherteam mit Beteiligung der Empa ein Hoffnungsträger für leiseren Schienenverkehr - und die Auswertung von Tests an vorbeifahrenden Zügen zeigt eine positive Wirkung.

Aus Holz lassen sich nachhaltige elektronische Elemente herstellen. Dabei hilft ein neuartiges Verfahren, das mit einem Laser elektrisch leitende Bahnen in Furniere eingraviert. Ein Forschungsteam der Empa und des Instituts für Baustoffe der ETH Zürich hat eine Methode entwickelt, um die Oberfläche des Holzes durch Graphitisierung auf einfache Weise elektrisch leitfähig zu machen Jahr für Jahr fallen riesige Mengen von biologisch nicht abbaubarem Elektronikschrott an.

Wissenschaftler der EPFL haben herausgefunden, dass Vanadiumoxid (VO2), ein Material, das in der Elektronik verwendet wird, die Fähigkeit besitzt, sich an die gesamte Geschichte der Reize zu erinnern, die es empfängt. Dies ist das erste Material, das als solches identifiziert wurde, aber es könnte noch weitere geben.

Kristalle, die aus wild gemischten Zutaten bestehen - sogenannte Hochentropie-Materialien - ziehen derzeit wachsendes wissenschaftliches Interesse auf sich. Ihr Vorteil: Sie sind bei extrem hohen Temperaturen besonders stabil, könnten etwa für Energiespeicher und chemische Produktionsprozesse eingesetzt werden.

Ein Empa-Forscherteam hat eine durch Wasser aktivierbare Einweg-Batterie aus Papier entwickelt. Damit liesse sich eine breite Palette von kleinen Einweg-Elektronikgeräten mit geringem Stromverbrauch betreiben, etwa intelligente Etiketten zum Tracking von Objekten, Umweltsensoren oder medizinische Diagnosegeräte - und erst noch deren Umweltauswirkungen minimieren.

Farben können auf ganz unterschiedliche Weisen entstehen. Doch Farbenreichtum ist nicht einfach nur schön anzusehen, Farben können auch eine wichtige Funktion haben. «Warum Schokolade braun ist, ähnelt der Frage, warum der Himmel blau ist», sagt Ralph Spolenak. Er ist Professor für Nanometallurgie am Departement Materialwissenschaft der ETH Zürich.

Partikel auf Graphenbasis, die nach dem Abrieb von Polymerverbundwerkstoffen freigesetzt werden, haben vernachlässigbare gesundheitliche Auswirkungen. Unter der Leitung der Empa hat ein internationales Forscherteam des «Graphene Flagship»-Projekts eine Studie zu den Gesundheitsrisiken von Graphen-haltigen Nanopartikeln durchgeführt und die Ergebnisse im «Journal of Hazardous Materials» publiziert.