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Materialwissenschaft



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Physik - Materialwissenschaft - 13.05.2024
Elektronenwirbel in Graphen nachgewiesen
Elektronenwirbel in Graphen nachgewiesen
Forscher der ETH Zürich haben erstmals sichtbar gemacht, wie Elektronen in einem Material bei Raumtemperatur Wirbel bilden können. Dies gelang ihnen mit einem extrem hochauflösenden Quantenmessgerät. Verbindet man einen normalen elektrischen Leiter - etwa ein Stück Draht - mit einer Batterie, so werden die Elektronen im Leiter durch das von der Batterie erzeugte elektrische Feld beschleunigt.

Physik - Materialwissenschaft - 08.05.2024
Mit bunten Punkten physikalische Rätsel lösen
Mit bunten Punkten physikalische Rätsel lösen
Forschende der ETH Zürich haben eine spezielle Art von Magnetismus untersucht, indem sie mit Quantensimulatoren erzeugte Bilder von farbigen Punkten analysierten. Mit dieser Methode könnten sie in Zukunft auch andere physikalische Rätsel lösen, zum Beispiel im Bereich der Supraleitung. Von Nahem betrachtet sind es einfach viele bunte Punkte, doch aus einiger Entfernung sieht man ein vielschichtiges, detailreiches Bild: Mit der Technik des Pointillismus schuf George Seurat 1886 das Meisterwerk «Ein Sonntagnachmittag auf der Insel La Grande Jatte».

Physik - Materialwissenschaft - 19.04.2024
Das Geheimnis des Goldglanzes gelüftet
Das Geheimnis des Goldglanzes gelüftet
Wissenschaftler der EPFL haben das erste umfassende Modell der quantenmechanischen Effekte entwickelt, die der Photolumineszenz in dünnen Goldfilmen zugrunde liegen. Diese Entdeckung könnte die Entwicklung von Solarbrennstoffen und -batterien unterstützen. Seit Hunderten von Jahren ist bekannt, dass Lumineszenz oder die Emission von Photonen durch eine Substanz, die Licht ausgesetzt wird, in Halbleitermaterialien wie Silizium auftritt.

Materialwissenschaft - Mikrotechnik - 18.04.2024
Neue Tinte für den 3D-Druck von flexiblen und leichten Objekten
Neue Tinte für den 3D-Druck von flexiblen und leichten Objekten
Die nächste Generation flexibler Aktuatoren und Roboter könnte mithilfe einer auf Elastomeren basierenden Tinte für den 3D-Druck von Objekten mit variablen mechanischen Eigenschaften entstehen, wodurch lästige mechanische Dichtungen überflüssig werden.

Umwelt - Materialwissenschaft - 16.04.2024
Endlich umweltfreundlich
Endlich umweltfreundlich
Regenjacken, Badehosen oder Polsterstoffe: Textilien mit wasserabweisenden Eigenschaften benötigen eine chemische Imprägnierung. Fluor-haltige PFAS-Chemikalien sind zwar wirkungsvoll, schaden aber der Gesundheit und reichern sich in der Umwelt an. Forschende entwickeln nun ein Verfahren mit alternativen Substanzen, mit dem sich umweltfreundliche wasserabweisende Textilfasern erzeugen lassen.

Materialwissenschaft - Innovation - 04.04.2024
Luftige Cellulose aus dem 3D-Drucker
Luftige Cellulose aus dem 3D-Drucker
Ultraleicht, wärmeisolierend und biologisch abbaubar: Aerogel aus Cellulose ist vielseitig einsetzbar. Forschenden ist es gelungen, das Naturmaterial mittels 3D-Druck in komplexe Formen zu bringen, die einst als Präzisionsisolation in Mikroelektronik oder als personalisierte medizinische Implantate dienen könnten.

Materialwissenschaft - Mathematik - 28.03.2024
Ein Zusammenhang zwischen der Komplexität von Rissen und der Zähigkeit von Materialien
Ein Zusammenhang zwischen der Komplexität von Rissen und der Zähigkeit von Materialien
Indem sie einen seltenen Einblick in die dreidimensionale Rissbildung in spröden Festkörpern festhielten, beobachteten Wissenschaftler der EPFL, dass komplexe Risse eine größere Menge an Energie benötigen, um voranzukommen, als einfache Risse. Diese Entdeckung könnte die Materialprüfung und -entwicklung verbessern.

Chemie - Materialwissenschaft - 06.03.2024
Suche nach Materialdefekten
Suche nach Materialdefekten
Ist es möglich, CO2 wieder in Treibstoffe oder andere nützliche Chemikalien umzuwandeln? Durchaus, aber wir können noch nicht genau kontrollieren, welche Chemikalien dabei entstehen. Forscher Alessandro Senocrate sucht nach Materialdefekten, die uns dabei helfen könnten. Können wir die Verbrennung von Erdöl, Erdgas und Kohle einfach rückgängig machen? Mit einer erneuerbaren Energiequelle, etwas Wasser und einem geeigneten Katalysator könnte das Überschüssige CO2 aus der Erdatmosphäre zu einer wertvollen Ressource werden, etwa für die Herstellung synthetischer Treibstoffe oder 'Synfuels'.

Materialwissenschaft - Innovation - 01.03.2024
Aus Abfall wird Gold
Aus Abfall wird Gold
Forschende gewinnen das Edelmetall aus Elektroschrott. Ihre neue Methode ist besonders nachhaltig: Sie basiert auf einem Proteinfaserschwamm, den die Wissenschaftler aus Molke herstellen, einem Nebenprodukt der Lebensmittelindustrie. Unedles in Gold zu verwandeln, war eines der nie erreichten Ziele der Alchemisten im Mittelalter und der frühen Neuzeit.

Gesundheit - Materialwissenschaft - 15.02.2024
Innovative Materialien gegen Bakterien
Innovative Materialien gegen Bakterien
Ein Team der Universität Genf entwickelt neue Legierungen mit bakteriziden Eigenschaften, um antibiotikaresistente Keime zu bekämpfen. Bakterien sind zwar für die Biotechnologie von entscheidender Bedeutung, können aber auch schwere Krankheiten verursachen, die durch ihre zunehmende Resistenz gegen Antibiotika noch verschlimmert werden.

Materialwissenschaft - Umwelt - 09.02.2024
Neuartige Beschichtung verhindert Kalkablagerung
Neuartige Beschichtung verhindert Kalkablagerung
Wo heisses Wasser fliesst, ist der Kalk nicht weit. In Haushalten ist das lästig, in thermischen Kraftwerken ein teures Problem. Jetzt haben Forschende eine Lösung dafür gefunden. Heisswassertanks, Waschmaschinen, Wasserkocher - jedes Haushaltsgerät, das mit (heissem) Wasser in Kontakt kommt, verkalkt, besonders in Gegenden mit hartem, also kalkreichem Wasser.

Materialwissenschaft - 08.02.2024
Es geht immer kleiner: Wenn Nanoplastik keiner ist
Es geht immer kleiner: Wenn Nanoplastik keiner ist
Textilien aus synthetischen Fasern geben beim Waschen Mikround Nanoplastik ab. Forschende konnten nun zeigen: Ein Teil des vermeintlichen Nanoplastiks besteht gar nicht aus Plastikpartikeln, sondern aus wasserunlöslichen Oligomeren. Welche Auswirkungen sie auf Mensch und Umwelt haben, ist noch kaum erforscht.

Physik - Materialwissenschaft - 08.02.2024
ZHAW an weltweit stärkster Neutronenquelle in Schweden beteiligt
ZHAW an weltweit stärkster Neutronenquelle in Schweden beteiligt
Die European Spallation Source dient zur Untersuchung von Materialeigenschaften und Prozessen auf atomarer Ebene in den Bereichen Medizin, erneuerbare Energien oder Quantencomputing. ZHAW-Forschende entwickelten Schutzsysteme für diese weltweit einzigartige Neutronenquelle in Schweden. Im schwedischen Lund entsteht mit der European Spallation Source (ESS) die weltweit stärkste Neutronenquelle.

Materialwissenschaft - Innovation - 29.01.2024
Schallbetriebene Sensoren sparen Millionen von Batterien
Schallbetriebene Sensoren sparen Millionen von Batterien
Forschende haben einen Sensor entwickelt, der die Energie aus Schallwellen nutzt, um elektronische Geräte zu steuern. Das könnte dereinst Millionen einsparen. Sensoren, die Infrastrukturen wie Brücken oder Bauten Überwachen oder die in medizinischen Geräten wie Gehörprothesen eingesetzt werden, brauchen permanent Strom.

Innovation - Materialwissenschaft - 12.12.2023
Künstliche Intelligenz für sicherere Velohelme und bessere Schuhsohlen
Künstliche Intelligenz für sicherere Velohelme und bessere Schuhsohlen
Forschende haben eine künstliche Intelligenz so trainiert, dass sie die Struktur sogenannter Metamaterialien mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsfälle entwerfen kann. Velohelme, die die Energie eines Aufpralls absorbieren, Laufschuhe, die jedem Schritt einen zusätzlichen Schub geben, oder Implantate, die die Eigenschaften von Knochen imitieren.

Materialwissenschaft - Umwelt - 01.12.2023
Die Struktur von Vogelfedern nachahmen
Vorbild Natur: Forschende haben ein neues Material entwickelt, das die Struktur der blauen Federn unter anderem eines nordamerikanischen Singvogels nachahmt - und weitere erstaunliche Vorzüge hat. Der Rotkehl-Hüttensänger ist ein besonderer Vogel. Das Blau seines Gefieders ist einzigartig. Diese Farbe beruht allerdings nicht auf Pigmenten, sondern auf der speziellen Federstruktur.

Gesundheit - Materialwissenschaft - 28.11.2023
Keime müssen draussen bleiben
Keime müssen draussen bleiben
Spitalkeime und Seuchenerreger werden nicht immer direkt von Mensch zu Mensch Übertragen. Sie können sich auch über keimbelastete Gegenstände verbreiten. Forschende haben nun gemeinsam mit dem Chemiekonzern BASF, dem Labor Spiez und der Technischen Universität Berlin beschichtete Textilien entwickelt, die Krankheitserreger hemmen oder sogar abtöten.

Materialwissenschaft - Umwelt - 27.10.2023
3D-gedruckter Reaktorkern macht solare Treibstoffproduktion effizienter
3D-gedruckter Reaktorkern macht solare Treibstoffproduktion effizienter
Mit einer neuen 3D-Drucktechnik können Forschende der ETH Zürich komplexe Keramikstrukturen für den Solarreaktor herstellen. Erste Tests zeigen: Damit lässt sich die Ausbeute des Solartreibstoffs deutlich steigern. In den vergangenen Jahren entwickelten Ingenieure der ETH Zürich eine Technologie, um aus Sonnenlicht und Luft Flüssigtreibstoffe herzustellen.

Chemie - Materialwissenschaft - 24.10.2023
Effizientere und stabilere Perowskit-Solarzellen
Effizientere und stabilere Perowskit-Solarzellen
Wissenschaftler der EPFL und der Northwestern University stellen dank eines revolutionären Designs eine der stabilsten Perowskit-Solarzellen mit einem Leistungsumwandlungswirkungsgrad von über 25% vor und ebnen damit den Weg für eine zukünftige Kommerzialisierung. Perowskit-Solarzellen (PSC) stehen an der Spitze der Innovationen in der Solarenergiebranche.

Materialwissenschaft - Umwelt - 26.09.2023
Vertrauen ist gut - Kontrolle besser
Vertrauen ist gut - Kontrolle besser
Obwohl strenge Grenzwerte existieren, können Batterien noch immer zu viele schädliche Inhaltsstoffe wie Quecksilber, Cadmium und Blei enthalten. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hat deshalb eine Kontrollkampagne gestartet. Mit einer eigens dafür entwickelten Methode zur Analyse von Schwermetallen hat die Empa die Grundlagen dafür gelegt.
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