Nachrichten zum Thema Innovationen

Extrem flache Metalinsen fokussieren sichtbares Licht (künstl. Illu.)

Flache Metalinsen dünner als ein Blatt Papier

Feine Struktur aus Titandioxid soll komplexe und teure Optiken ersetzen – Anwendung in Mikroskopen, Smartphones und VR-Brillen möglich
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Atomkernuhr: Schematischer Aufbau zur Bestimmung des angeregten Kernzustands in Thoriumkernen

Die Atomkernuhr

Deutsche Physiker finden nuklearen Anregungszustand im Element Thorium für eine zehnfach genauere Zeitmessung
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Vereinfachtes Schema der Meerwasserentsalzung mit nanoporösem Aluminium und Aluminiumoxid.

Meerwasser mit Sonnenlicht entsalzen

Nanostrukturen aus Aluminium zeigen überraschend hohe Effizienz – Entwicklung kleiner, mobiler Entsalzungsanlagen möglich
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Über diese Schleifen gelangt Strom schnurlos in Smartphone oder Elektroauto

Schnurloses Aufladen - Vom Tablet bis zum Strom-Highway

Hohe Wirkungsgrade dank moderner Leistungselektronik - Hersteller von Smartphones und Elektroautos setzen auf Laden ohne Kabel
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Poröse Flüssigkeit mit großen Käfig-Molekülen (künstlerische Illustration)

Neues Material: Flüssig und porös zugleich

Molekulare Käfige in einer Flüssigkeit können ungewöhnlich große Gasmengen aufnehmen – Anwendung für CO2-Filter oder Gasspeicher möglich
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Poröse Ziegel aus dem 3D-Drucker: Vollgesogen mit Wasser erzeugen sie Verdunstungskälte und sollen Klimaanlagen ersetzen.

Gedruckte Ziegelsteine als Klimaanlage

3D-Druckverfahren ermöglicht stark porösen Aufbau, um möglichst effizient Verdunstungskälte erzeugen zu können
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Kirigami-Solarzelle: Dank weniger Schnitte lässt sich der Aufstellwinkel dieser Solarzelle einfach ändern, um dem Tageslauf der Sonne zu folgen.

Nachgeführte Solarmodule: Mehr Strom dank flexibler Kirigami-Zellen

Japanische Falt- und Schnittkunst ermöglicht einfache und elegante Ausrichtung der Solarzellen auf den Tageslauf der Sonne
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Akustische Superlinse aus Getränkedosen: Vielfache Streuung von Schallwellen nahe der Resonanzfrequenz der Dosen verursacht einen negativen Brechungsindex. Ungewöhnlich starke Fokussierung von Schallwellen wird damit möglicht.

Akustische Superlinse aus Coladosen

Metamaterial aus symmetrisch angeordneten Getränkedosen zeigt negativen Brechungsindex für Schallwellen, die sich ungewöhnlich stark fokussieren lassen
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Eingetaucht in Flüssigkeiten lassen sich, wie hier künstlerisch illustriert, mit schwingenden Nanoscheiben Dichte und Viskosität schnell und genau bestimmen.

Wie flüssig ist Wasser?

Neue Messmethode bestimmt mit vibrierenden Nanoscheiben Dichte und Viskosität von Flüssigkeiten schnell und extrem genau
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Schichtaufbau des Allwetter-Kraftwerks: Über einer Silizium-Solarzelle (a) befindet sich ein triboelektrischer Generator (b), der aus Regentropfen und Windböen elektrischen Strom erzeugen kann.

Das Allwetter-Kraftwerk

Hybrid-Zelle kann aus Sonne, Wind und Regen elektrischen Strom erzeugen
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Leitfähige Faser aus Gummi und einer Schicht aus Kohlenstoffnanoröhrchen, die sich zu zahlreichen Wölbungen aufwirft. (Computergrafik)

Extrem dehnbares Stromkabel

Prototyp aus Gummi und Nanoröhrchen lässt sich auf die vierzehnfache Länge ziehen – Anwendung für Roboter, elektronische Kleidung, Stromspeicher und künstliche Muskeln möglich
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Dehnbarer Lautsprecher mit flüssiger Metalllegierung (Grafik)

Dehnbarer Lautsprecher

Spule aus flüssigem Metall sendet Schallwellen über einen weiten Frequenzbereich aus - Anwendung für Hörgeräte und Wearables
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Funktionsschema eines Gedächtnismetall-Kühlschranks: Äußere Stempel verformen eine Metalllegierung. Die dabei entstehenden Temperaturänderungen ließen sich über Wärmetauscher (recht/links) zum Kühlen (linke Seite) nutzen. Überschüssige Wärme könnte über den rechten Wärmetauscher an die Umgebung abgegeben werden.

Ein Kühlschrank aus Gedächtnismetall

Zyklische Verformung einer Nickeltitan-Legierung kann der Umgebung effizient Wärme entziehen
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Autarker Drucksensor: Piezoelektrische Folie mit eingeprägter Pyramiden-Struktur (Grafik)

Flexibel und durchsichtig: Piezo-Folie als autarker Regensensor

Winzige Pyramiden auf der Folienoberfläche steigern die Stromausbeute über den Piezo-Effekt
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Flexible Fasern leuchten blau und gelb (Grafik)

Verwobene Fasern leuchten blau und gelb

Chinesische Forschergruppe legt Grundlage für leuchtende Gardinen und Sicherheitskleidung
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Ausbreitung von Hyperschallwellen in einem Nanodraht aus Silizium (Grafik).

Nanodrähte leiten Licht und Hyperschall zugleich

Entdeckung könnte zu einer besseren Kontrolle einer extrem schnellen optischen Datenverabeitung führen
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Auf den Aufbau – hier einer modernen sechs Megawatt-Anlage von Siemens - folgt nach Jahrzehnten der Rückbau. Die alten Mühlen werden teils verkauft, teils verschrottet.

Ausgediente Windräder: Verscherbeln oder Recyclen

Veraltete Windkraftanlagen werden oft verkauft, müssen dafür aber aufwendig abgebaut werden - neue Recycling-Methoden, besonders für die Rotorblätter, sind in Entwicklung
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Leichter als Titanlegierungen (rechts): Ein neuer Stahl (links) vereint hohe Festigkeit mit geringer Dichte

Neues Rezept für extrem festen und leichten Stahl

Nachträgliches Aufheizen beseitigt spröde Einschlüsse, die die Festigkeit von Legierungen bisher verringerten
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Gequollen für scharfe Bilder: Hochaufgelöste vielfarbige Gewebe-Aufnahmen eines  „Expansions-Mikroskops“

Mikroskopie: Bessere Auflösung durch aufgequollene Proben

Zellen und Hirnschnitte lassen sich mit Polymeren bis auf das Vierfache ihrer Größe aufquellen
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