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Materialwissenschaft



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Physik - Materialwissenschaft - 18.10.2021
Ultraschnelle Kontrolle von Quantenmaterialien
Ultraschnelle Kontrolle von Quantenmaterialien
Ein internationales Team mit Beteiligung des Paul Scherrer Instituts PSI zeigt auf, wie Licht die Eigenschaften von Festkörpern grundlegend verändern kann und wie diese Effekte für zukünftige Anwendungen genutzt werden können. Die Fortschritte auf diesem Gebiet, die unter anderem auf Experimenten beruhen, die auch am Schweizer Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL durchgeführt werden können, fassen die Forschenden im Fachmagazin Reviews of Modern Physics zusammen.

Physik - Materialwissenschaft - 09.09.2021
Ein Isolator aus zwei Leitern
Ein Isolator aus zwei Leitern
An der ETH Zürich haben Forschende einen neuen Materiezustand beobachtet: In gegeneinander verdrehten Graphenschichten verbünden sich zwei elektrische Leiter zu einem Isolator. Aus dem Physikunterricht kennt man das Ohmsche Gesetz. Es besagt, dass die angelegte Spannung und der elektrische Widerstand bestimmen, wie viel Strom durch einen Leiter fliesst.

Materialwissenschaft - Chemie - 20.08.2021
Farbwechsel zeigt Schäden im Material an
Farbwechsel zeigt Schäden im Material an
Forschende entwickelten ein neuartiges Laminat, das sich verfärbt, sobald sich das Material verformt. Damit schlagen die Materialforschenden zwei Fliegen mit einer Klappe: einen leichtgewichtigen Verbundwerkstoff, der sich selbst inspiziert. In vielen Bereichen hat die Leichtbauweise Einzug gehalten, insbesondere im Fahrzeug-, Schiffund Flugzeugbau.

Physik - Materialwissenschaft - 19.07.2021
Die Physik in neuen Metallen verstehen
Die Physik in neuen Metallen verstehen
Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und des Brookhaven National Laboratory (BNL) haben in einem internationalen Team eine neue Methode für komplexe Röntgenuntersuchungen entwickelt, mit der sogenannte korrelierte Metalle besser verstanden werden können. Diese Materialien könnten für praktische Anwendungen in der Supraleitung, Datenverarbeitung oder in Quantencomputern nützlich sein.

Materialwissenschaft - 15.07.2021
Gefüllter Energiespar-Riegel
Gefüllter Energiespar-Riegel
Dämmstege sind in Alu-Fensterprofilen und Fassaden für eine gute Wärmedämmung unerlässlich. Forschende und ihre Partner arbeiten seit längerem an einem neuartigen «Sandwich»-Produkt mit einer umweltfreundlichen Füllung: Recyclingmaterial aus PET-Flaschen. Nun steht die Markteinführung an - mit guter Aussicht auf Erfolg.

Materialwissenschaft - Umwelt - 05.07.2021
Eine Jacke aus einer Jacke aus einer Jacke
Eine Jacke aus einer Jacke aus einer Jacke
Herstellen, tragen, waschen, verbrennen: Dieser typische Lebenslauf von Kleidungsstücken, der die Umwelt belastet, soll in Zukunft verändert werden - hin zu kreislauf-wirtschaftlichen Prinzipien mit Recycling. An einer Outdoor-Jacke aus PET-Flaschen und Recyclingmaterial haben Forschende untersucht, ob das Produkt tatsächlich hält, was die Idee verspricht.

Physik - Materialwissenschaft - 01.07.2021
Ein Kristall aus Elektronen
Ein Kristall aus Elektronen
Forschenden der ETH Zürich ist die Beobachtung eines Kristalls gelungen, der nur aus Elektronen besteht. Solche Wigner-Kristalle wurden bereits vor fast neunzig Jahren vorhergesagt, konnten aber erst jetzt direkt in einem Halbleitermaterial beobachtet werden. Kristalle faszinieren die Menschen seit jeher.

Materialwissenschaft - 30.06.2021
Vorgespannte Pflaster für alte Bauten
Vorgespannte Pflaster für alte Bauten
Die Technologie, Betonbauwerke mit kohlefaserverstärktem Kunststoff zu stabilisieren und so zu einem längeren Leben zu verhelfen, entstand vor Jahrzehnten; unter anderem an der Empa. Heute arbeiten Forschende in Dübendorf an einer neuen Variante mit vorgespannten Lamellen - mit guten Aussichten für die Praxis.

Chemie - Materialwissenschaft - 30.06.2021
Feuerfest und anschmiegsam
Feuerfest und anschmiegsam
Ein neues, an der Empa entwickeltes chemisches Verfahren macht aus Baumwolle ein schwer entflammbares Gewebe, das trotzdem die hautfreundlichen Eigenschaften von Baumwolle behält. Herkömmliche flammhemmende Baumwolltextilien enthalten oft Rückstände von Formaldehyd und sind zudem unangenehm auf der Haut.

Materialwissenschaft - Physik - 29.06.2021
Dehnung verändert die elektrischen Eigenschaften von Graphen
Dehnung verändert die elektrischen Eigenschaften von Graphen
Die elektrischen Eigenschaften von Graphen lassen sich durch eine gleichmässige Dehnung des Materials gezielt verändern, berichten Forschende der Universität Basel. Das ebnet den Weg für die Entwicklung neuartiger elektronischer Bauteile. Graphen besteht aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen, die wabenförmig angeordnet sind.

Physik - Materialwissenschaft - 09.06.2021
Elektrischer Speicher in Nanogrösse dank Ferroelektrika?
Die Materialtheoretikerin Chiara Gattinoni erforscht mit dem Supercomputer «Piz Daint» am CSCS eine spezielle Klasse von Materialien: die Ferroelektrika. Diese Materialien könnten künftig das Herzstück von energiesparenden, miniaturisierten Datenspeichern in elektrischen Geräten sein. Eines der von der ETH-Forscherin analysierten Ferroelektrika ist ihrer Meinung nach geradezu magisch.

Materialwissenschaft - Umwelt - 03.06.2021
Filtermembran macht Viren unschädlich
Forschende entwickeln eine neue Filtermembran, die hocheffizient verschiedenste Viren aus dem Wasser und der Luft filtriert und inaktiviert. Die Membran basiert auf biokompatiblen Materialien und weist eine entsprechend gute Umweltbilanz auf. Viren können sich auf unterschiedliche Arten verbreiten. Einige tun dies über Tröpfchen und Aerosole wie das neue Coronavirus, andere lassen sich im Wasser finden wie Rotaoder Enteroviren.

Physik - Materialwissenschaft - 25.05.2021
«Biss»-Defekte in «Bottom-Up»-Graphen-Nanobändern
«Biss»-Defekte in «Bottom-Up»-Graphen-Nanobändern
Wissenschaftler der Empa und der EPFL haben eine neue Art von Defekten als häufigste Quelle von struktureller Unordnung in auf Oberflächen synthetisierten Graphen-Nanobändern identifiziert, einer neuartigen Klasse von kohlenstoffbasierten Materialien, die sich als äusserst nützlich für elektronische Bauteile der nächsten Generation erweisen könnte.

Physik - Materialwissenschaft - 05.05.2021
Eine Material-Klaviatur aus Graphen
Eine Material-Klaviatur aus Graphen
Forschenden ist es gelungen, speziell präparierte Graphenscheiben durch Anlegen einer elektrischen Spannung wahlweise isolierend oder supraleitend zu machen. Dies funktioniert sogar lokal, so dass in der selben Graphenscheibe Regionen mit völlig verschiedenen physikalischen Eigenschaften nebeneinander erzeugt werden können.

Materialwissenschaft - Chemie - 18.03.2021
Das unsichtbare Schlüsselloch
Das unsichtbare Schlüsselloch
Schwere Zeiten für Einbrecher und Panzerknacker: Empa-Forschende haben ein unsichtbares "Schlüsselloch" aus gedruckter, transparenter Elektronik entwickelt. Nur Eingeweihte wissen, wo der Zugangscode einzugeben ist. Auf den ersten Blick wirkt die Idee von Empa-Forscherin Evgeniia Gilshtein unscheinbar - oder genauer gesagt: unsichtbar.

Materialwissenschaft - Chemie - 15.03.2021
Holz, das elektrische Spannung erzeugt
Holz, das elektrische Spannung erzeugt
Forschende der ETH Zürich und der Empa haben Holz chemisch verändert und komprimierbarer gemacht und so in einen Mini-Generator verwandelt. Wird es belastet, entsteht eine elektrische Spannung. Solches Holz könnte als Biosensor dienen oder als Baumaterial, das Energie erzeugt. Dass Holz ein überraschend vielseitiger Werkstoff ist, hat das Team um Ingo Burgert an der ETH Zürich und der Empa schon öfter gezeigt.

Umwelt - Materialwissenschaft - 15.03.2021
Strom aus dem Parkett
Strom aus dem Parkett
Forschende der Empa und der ETH Zürich haben Holz in einen Mikro-Generator verwandelt. Wenn es belastet wird, entsteht eine elektrische Spannung. So kann das Holz als Bio-Sensor dienen - oder Energie erzeugen. Der allerneuste Clou: Damit das Verfahren ohne aggressive Chemikalien auskommt, übernehmen in der Natur vorkommende, holz-abbauende Pilze die nötige Modifikation.

Materialwissenschaft - Umwelt - 09.03.2021
Das schwarze Gold der Pilze
Das schwarze Gold der Pilze
Empa-Forschenden ist es gelungen, das Pigment Melanin in grossen Mengen aus Pilzen zu gewinnen. Der gigantische Hallimasch-Pilz im Dienste der Wissenschaft gehört zu den grössten Lebewesen der Welt. Die Anwendungen des «schwarzen Goldes» reichen von Holzschutzmitteln bis zum Bau von Musikinstrumenten und Wasserfiltern.

Umwelt - Materialwissenschaft - 03.03.2021
Ein Graphen-Filter zur Kohlenstoffabscheidung
Ein Graphen-Filter zur Kohlenstoffabscheidung
Chemie-Ingenieure der EPFL haben einen Graphen-Filter zur Kohlenstoffabscheidung entwickelt. Der Wirkungsgrad ist höher als bei kommerziell verfügbaren Abscheidungstechnologien, und die Kosten für die Kohlenstoffabscheidung können gesenkt werden. Eine der Hauptursachen für die globale Erwärmung ist das Kohlendioxid, das in großen Mengen in die Atmosphäre freigesetzt wird, vor allem bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe und bei der Herstellung von Stahl und Zement.

Materialwissenschaft - Umwelt - 24.02.2021
Vom Blatt zur Verpackung
Forschende am Adolphe Merkle Institut (AMI) der Universität Freiburg haben herausgefunden, wie Umweltbedingungen den Wassertransport durch die wachsartige Hautschicht von Efeuund Olivenblättern beeinflussen, und diese Funktion erfolgreich in künstlichen Membranen nachgeahmt. Ihre Entdeckungen könnten zur Entwicklung aktiver Verpackungsmaterialien und adaptiven Barriereschichten für weitere Anwendungen führen.
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