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Von der Miesmuschel lernenBiopolymere aus dem Muschelfuß

Grüne Chemieproduktion am Meeresgrund

Von der Miesmuschel kann sich die Chemieindustrie einiges abschauen. Nicht nur, dass ihr Perlmutt und die reißfesten Fäden, mit denen sie sich am Meeresboden festhält, außergewöhnliche Qualitäten besitzen. Wie sie diese Materialien erzeugt, könnte auch zur Blaupause für eine umweltfreundliche Produktion von komplex gebauten Polymerstrukturen werden.

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Materialprüfung

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Das neue Aeris-Röntgenpulverdiffraktometer für Prozesskontrolle und Lehre.

RöntgenpulverdiffraktometerFür Prozesskontrolle und Lehre

PANalytical hat mit dem Aeris ein neues Benchtop-Röntgenpulverdiffraktometer auf den Markt gebracht. Die einfache Bedienung und der Anwenderkomfort zeichnen dieses Diffraktometer aus.

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Grüne Chemieproduktion am Meeresgrund

Von der Miesmuschel lernenBiopolymere aus dem Muschelfuß

Von der Miesmuschel kann sich die Chemieindustrie einiges abschauen. Nicht nur, dass ihr Perlmutt und die reißfesten Fäden, mit denen sie sich am Meeresboden festhält, außergewöhnliche Qualitäten besitzen. Wie sie diese Materialien erzeugt, könnte auch zur Blaupause für eine umweltfreundliche Produktion von komplex gebauten Polymerstrukturen werden.

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Sammelbecken für schweren Wasserstoff: An Kupferatome in einer Metall-organischen Gerüstverbindung binden bevorzugt Moleküle der schweren Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium – die Metallatome sind hier daher symbolisch als Schalen dargestellt. (© Universität Leipzig / Thomas Häse)

Filter für schweren WasserstoffDeuterium und Tritium von Wasserstoff trennen

Deuterium und Tritium sind Stoffe mit Zukunft, machen sich aber rar. Die schweren Isotope des Wasserstoffs finden nicht nur zahlreiche Anwendungen in der Wissenschaft, sondern könnten als Brennstoffe der Kernfusion zum Energiemix von morgen beitragen.

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Thomas Gigl und Stefan Seidlmayer an der Positronenquelle NEPOMUC. (Foto: Wenzel Schürmann / TUM)

Positronen decken Ursache aufKapazitätsverlust von Lithiumionen-Batterien

Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität.

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Sandwichartiger Aufbau der SiGeSn-Diode, die womöglich zu neuartigen energieeffizienten Anwendungen für die optische On-Chip-Datenübertragung führt. (Copyright: Forschungszentrum Jülich)

Photodiode mit ZinnWeiterer Schritt zur On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silicium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet.

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Die Härteprüfeinrichtung BarOtation reduziert den Bedienereinfluss auf ein Minimum und sorgt so für exakte, reproduzierbare Ergebnisse.

Automatisierte MaterialprüfungHärteprüfeinrichtung für Elastomere

Elastomere, insbesondere Dichtungen, gehören zu den wesentlichen Bestandteilen technischer Anwendungen. Von ihnen hängen Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Produkten und Aggregaten entscheidend ab.

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Das metallorganische Gerüst ist sandwichartig aufgebaut (a). In einer aktiven Schicht, eingebettet zwischen sogenannten Opferschichten, wird die molekulare Textilie gewebt (b). (Abbildung: KIT)

Zweidimensionale TextilienMetallorganische Gerüste als Webstühle

Ein wichtiger Fortschritt in der Herstellung zweidimensionaler polymerbasierter Materialien ist Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gelungen: Um Tücher aus monomolekularen Fäden zu fertigen, nutzten die Wissenschaftler die am KIT entwickelten SURMOFs – auf Oberflächen verankerte metallorganische Gerüste.

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Schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer Batterieelektrode (links) und einer Sauerstoffmembran (rechts) auf Basis der nanostrukturierten Komposit-Materialien. (Grafik: Dr. Matthias Elm)

Nachwuchswettbewerb „NanoMatFutur“Effiziente Energiespeicher im Fokus

Dr. Matthias Elm wird im neu gegründeten Zentrum für Materialforschung (LaMa) der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) eine Nachwuchsgruppe aufbauen. Im Rahmen des Nachwuchswettbewerbs „NanoMatFutur“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) konnte sich der Nachwuchswissenschaftler mit seinem Projekt „NIKO – Nanostrukturierte Ionenleiter-Komposite als Schlüsselkomponenten für effiziente Energiespeicher- und -wandlertechnologien“ durchsetzen.

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Diese Grenzschicht erlaubt den Transport von Information über den Drehimpuls von Elektronen. (Bild: Christoph Hohmann / NIM)

Wenn Elektronen „spinnen“Informationstransport per Spin

Heutige Computertechnologie basiert auf dem Transport elektrischer Ladung in Halbleitern. Doch schon in naher Zukunft wird das Potential dieser Technologie ausgeschöpft sein, da die verwendeten Bauteile nicht weiter miniaturisiert werden können.

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Marburger Arbeitsgruppe Experimentelle Halbleiterphysik

Hauchdünne HalbleiterschichtenUntergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen

Hauchdünne Halbleiterschichten verhalten sich unterschiedlich, je nachdem, auf welchem Untergrund sie aufgebracht sind. Das hat ein Team um den Physiker Dr. Arash Rahimi-Iman von der Philipps-Universität Marburg herausgefunden.

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AR-System zur manuellen oder roboterunterstützten Prüfung von Bauteilen oder großen Oberflächen. (© Foto Fraunhofer IZFP)

Sensor- und InspektionssystemDer intelligente Blick ins Materialinnere

Flugzeuge, Züge oder Energieanlagen müssen regelmäßig überprüft werden. Denn entdeckt man Schäden zu spät, kann das Sicherheitsrisiken bergen. Zudem geht es oft mit teuren Stillstandzeiten einher. Forscher überführen die althergebrachten Prüfroutinen mit dem Sensor- und Inspektionssystem 3D-SmartInspect nun in die digitale Welt von morgen.

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Nanoroboter

Nanoroboter-AntriebeSchub für winzige Boote

Nanoroboter und andere Minivehikel könnten in der Medizin eines Tages wichtige Dienste leisten – etwa ferngesteuerte Eingriffe vornehmen oder pharmazeutische Wirkstoffe an einen gewünschten Ort im Körper befördern.

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Werkstofflabor

MaterialprüfungGesamtcharakterisierung von Metallen und Kunststoffen

Um Werkstoffe für den gewünschten Einsatzzweck nutzbar zu machen, muss ihr Verhalten unter verschiedenen mechanischen und klimatischen Bedingungen untersucht werden.

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Graphen-Gitter

Graphen unter Beschuss2D-Material übersteht extrem hohe Stromdichten

Das Teilchen durchschlägt die hauchdünne Probe mit bis zu 450000 km/s, doch alles bleibt heil: So geschehen bei einem internationalen Wissenschaftler-Team, zu dem auch Prof. Dr. Marika Schleberger vom CENIDE der Uni Duisburg-Essen (UDE) gehört.

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Kohlenstoff-Würfel

Bessere Simulation von Energie-SpeichernAuch Ionen wollen kuscheln

Kamerablitze, Flugzeugtüren, Systeme zur Bremsenergie-Rückgewinnung – sie funktionieren heute auf Grundlage ultraschneller Speichertechnologie, die auf der Ionenspeicherung in einer porösen Kohlenstoff-Elektrode basiert – so genannte Superkondensatoren.

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Haftmaterial

Intelligentes Haftmaterial mit Licht...Neues Material transportiert Mikroobjekte

Haftmechanismen aus der Natur, wie Geckos und andere Tiere sie nutzen, wenn sie kopfüber an der Decke laufen, haben viele Vorteile: So sind sie beständig haftstark und das ohne Klebstoff oder Rückstände.

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Leitfaden zur Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung

Leitfaden zur Inspektion + CharakterisierungOberflächenprüfung

Die Fraunhofer-Allianz Vision hat jetzt den 16. Band ihrer Leitfaden-Reihe herausgegeben. Die 116 Seiten starke Publikation gibt einen praxisorientierten Überblick über die Möglichkeiten und Randbedingungen der Oberflächenprüfung und -charakterisierung im industriellen Einsatz.

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Die mechanischen Eigenschaften der Eierstiele der Florfliege sind so beachtlich, dass Forscher sie für technische Fasern nachbilden möchten. (Foto: Wikimedia Commons, Karthik R. Bhat)

FlorfliegenseideInnovative Hochleistungs-Biofaser

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen.

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Metamaterial

MetamaterialKettenhemd als Vorbild

Das Mittelalter hat den Ruf einer nicht wissenschaftsfreundlichen Zeit: Wer abseits ausgetretener Pfade nach neuen Erkenntnissen suchte, konnte sich auf dem Scheiterhaufen widerfinden. So gilt der Beitrag der Epoche zum technischen Fortschritt als überschaubar.

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