Nachrichten zum Thema Materialforschung

Prototyp eines schaltbaren Fensters, das sich dank elektrochemischer Reaktionen rasch verdunkeln lässt.

Dunkle Fenster auf Knopfdruck

Schnelle elektrochemische Reaktion verdunkelt einen mehrschichtigen Prototyp binnen einer Minute
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Fangtrichter eines Ameisenlöwens im sandigen Boden: Eine Feuerwanze ist schwer genug, um dem gefährlich rutschenden Hang entkommen zu können.

Der Jagdtrick der Ameisenlöwen

Wie rutschende Sandhänge zur Falle werden: Physiker entschlüsseln komplexe Dynamik granularer Medien
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Perowskit-Solarzelle: Verformungen des Kristallgitters mit Iod- und Bleiatomen (weiß, Mitte) könnten den hohen Wirkungsgrad erklären helfen.

Perowskit-Solarzelle in Aktion gefilmt

Ungewöhnliche Verformungen der Kristallstruktur könnten den hohen Wirkungsgrad der Solarzellen erklären
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Wie die Stockwerke eines Hochhauses sind die vier Schichten des 3D-Stapelchips angeordnet. Der Prototyp kann verschiedene Dämpfe nachweisen und direkt analysieren.

3D-Chip vereint Sensor, Transistoren und Datenspeicher

Nanoelektronisches System kombiniert Nanoröhrchen aus Kohlenstoff mit Silizium-Schaltkreisen
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Strukturmodell einer neuen Kohlenstoffverbindung, die zugleich hart und elastisch ist.

Hart wie Stein, elastisch wie Gummi

Glasartige, leichte Kohlenstoffverbindung vereint widersprüchliche Eigenschaften
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Auf einem Wasserwirbel schwimmende Mikroscheiben setzen sich selbstständig zur einer symmetrische Struktur zusammen.

Selbstorganisation: Wie sich Mikroflöße von selbst zusammensetzen

Pilotexperiment zeigt, wie sich ein völlig selbstständiges Anordnen von Objekten kontrollieren lässt
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Mona Lisa, Niels Bohr, Monumente – Filigrane Nanostrukturen können per Laser geformt werden, um Farbbilder ohne jedes Pigment zu drucken. Jedes Bild mit 127.000 Bildpunkten pro Zoll (dpi) ist allerdings nur wenige Dutzend Mikrometer groß und nur unter dem Mikroskop zu bewundern.

Vorbild Pfauenfeder – Bunte Bilder dank schillernder Reflexionen

Per Laser geformte Nanostrukturen ermöglichen dauerhafte Farbbilder – Anwendung für Sicherheitsetiketten oder optische Datenspeicherung
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Nickel-Zink-Batterie: Eine poröse Schwammstruktur der Zink-Anode (rechts) ermöglicht das vielfache Wiederaufladen, da keine Dendriten (links) zu Kurzschlüssen führen.

Zink-Schwamm macht Akkus sicherer

Poröse Metallstrukturen legen Basis für eine leichte und günstige Alternative zu Lithiumionen-Akkus
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Modell eines metallorganischen Gerüsts (MOF), das für eine effiziente Gewinnung von Trinkwasser aus trockener Luft eingesetzt werden kann.

Trinkwasser aus trockener Wüstenluft

Metallorganische Substanzen sammeln Wasser selbst bei geringer Luftfeuchte
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Modell der hochporösen Schwammstruktur mit einer heizbaren Hülle aus Graphenoxid

Mit heißen Schwämmen gegen Ölteppiche

Elektrisch beheizbarer Mantel aus hauchdünnem Graphen macht zähes und schweres Rohöl dünnflüssiger
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Prototyp eines Roboterrochens, angetrieben mit Muskeln aus flexiblem, dielektrischem Kunststoff

Roboterrochen mit Kunststoffmuskeln

Prototyp wird mit einer Kombination aus Hydrogel und einem elektroaktiven Material angetrieben
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Modell eines lichtaktiven Propeller-Moleküls, das zu hoch effizienten organischen Leuchtdioden führen soll.

Propeller-Moleküle für hellere Leuchtflächen

Neue Substanzen können Effizienz organischer Leuchtdioden – OLED – drastisch steigern
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Wirbelschicht in flüssigem Helium: Diese Simulation zeigt die komplexe Dynamik einer suprafluiden Flüssigkeit (rot) an kleinen Unebenheiten (gelb).

Superflüssige Stürme

Rotierendes, flüssiges Helium bildet Grenzschicht aus turbulenten Wirbeln – Grenzen der Reibungsfreiheit
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Knochen und Stahl unter dem Mikroskop: Für mehr Stabilität gegen Mikrorisse sollte der innere, hierachisch genannte Aufbau ähnlich gestaltet werden.

Aufputschmittel für müden Stahl

Nanostrukturen nach dem Vorbild von Knochen sollen Stabilität von Stahllegierungen auf Dauer erhöhen
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Zwei Holmiumatome (Mitte) speichern die digitalen Basiswerte 0 und 1. Die äußeren Eisenatome dienen zum Auslesen des schaltbaren magnetischen Moments der Holmiumatome.

Rekord: Datenspeicher braucht nur ein Atom pro Bit

Magnetische Zustände einzelner Holmium-Atome taugen zur Speicherung der digitalen Basiswerte 0 und 1
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Prototyp eines akustischen Metamaterials, modular aus kleinen Kunststoffelementen aufgebaut.

Metamaterial für Ultraschall

Akustische Linse beeinflusst die Wellenausbreitung nach Wunsch – Anwendung in Medizin und Unterhaltungstechnik
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Vorbild Zikadenflügel: Winzige Nanokegel verbessern auf einer bionischen Oberfläche die hydrophoben Eigenschaften.

Wie Zikadenflügel Tautropfen abperlen lassen

Bionisches Material verhindert dank winziger Nanokegel Benetzung mit kleinsten Tröpfchen
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