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GeopolymereKlimafreundlicher Zementersatz

Ein ausgehärteter Probekörper. (Bild: Katrin Binner)

Forscher der TU Darmstadt schlagen Geopolymere als Alternative zu Zement vor. Diese mineralischen Bindemittel sind nicht nur umweltschonender, sondern auch resistenter gegenüber Chemikalien und Hitze.

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Materialprüfung

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Ein ausgehärteter Probekörper. (Bild: Katrin Binner)

GeopolymereKlimafreundlicher Zementersatz

Forscher der TU Darmstadt schlagen Geopolymere als Alternative zu Zement vor. Diese mineralischen Bindemittel sind nicht nur umweltschonender, sondern auch resistenter gegenüber Chemikalien und Hitze.

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Haben eine Methode entwickelt, mit der sich katalytische Prozesse noch genauer untersuchen lassen (von links): Yasin Ekinci, Waiz Karim und Jeroen van Bokhoven. (Foto: Paul Scherrer Institut / Mahir Dzambegovic)

NanotechnologieNeue Einblicke in chemische Reaktionen

80 % aller Produkte der chemischen Industrie werden mit Katalyseverfahren hergestellt. Auch in der Energieumwandlung und Abgasreinigung ist Katalyse unverzichtbar. Entsprechend wichtig ist, dass diese Verfahren möglichst schnell und effizient ablaufen; das schont die Umwelt, spart Zeit und Ressourcen.

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Orange leuchtende OLED auf einer Graphen-Elektrode. Die Zwei-Euro-Münze dient als Größenvergleich. (© Foto Fraunhofer FEP)

OLED-Elektroden aus GraphenMeilenstein in der Graphen-Fertigung

Erstmals ist es gelungen, funktionstüchtige OLED-Elektroden aus Graphen herzustellen. Das Verfahren wurde von Fraunhofer-Forschern gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt.

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Ein Ofensystem im Reinraum des Fraunhofer-Institut IISB in Erlangen. Das neue, von der DFG geförderte Ofensystem für das Reinraumlabor wird erweiterte Möglichkeiten zur Herstellung von Halbleitern bieten. (Bild: Kurt Fuchs)

Ofensystem fürs ReinraumlaborForschung an Halbleiterbauelementen

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Anschaffung eines Hochtemperatur-Ofensystems für den Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU). Mit dem Gerät forschen die Wissenschaftler an der Weiterentwicklung von Halbleiterbauelementen.

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Prototyp eines antiferromagnetischen magnetoelektrischen Speicherchips, der von Forschern aus Dresden und Basel entwickelt wurde. Er besteht aus einer dünnen Chromoxid-Schicht zum Speichern, auf der die Physiker eine weitere ultradünne Platinschicht aufbringen, die zum Auslesen genutzt wird. (Abbildung: T. Kosub)

Arbeitsspeicher auf EnergiediätGrundlage für neuartigen Speicherchip

Speicherchips zählen zu den Grundbausteinen eines Computers. Denn ohne seinen Arbeitsspeicher, in den der Prozessor seine Bits kurzzeitig ablegt, kann kein Rechner funktionieren. Forscher aus Dresden und Basel haben nun die Grundlagen eines neuartigen Konzepts für Speicherchips geschaffen.

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Prof. Dr. Knut Asmis (Foto: Universität Leipzig / Swen Reichhold)

Bor-ClusterChemiker erzeugen molekulares Kugellager

Molekulare Stabilität setzt keine strukturelle Starrheit voraus. Wissenschaftlern am Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Leipzig ist es erstmals gelungen, ein molekulares Kugellager nicht nur zu erzeugen, sondern auch dessen Beweglichkeit spektroskopisch nachzuweisen.

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Pyrolytischer magnetischer Kohlenstoff (PMC): Das Modell zeigt die für die magnetischen Eigenschaften verantwortlichen ungepaarten Elektronenspins (rot). (Abbildung: Swati Sharma)

Für mikro- und nanoelektromechanische SystemeMagnetischer Kohlenstoff mit winzigen Mustern

Forschern am Karlsruher Institut für Technologie ist es erstmals gelungen, mikro- und nanostrukturierten magnetischen Kohlenstoff herzustellen. Gemeinsam mit Wissenschaftlern an der Universität Freiburg versahen sie Polymere per Lithographie mit winzig kleinen Strukturen und wandelten sie über Pyrolyse um.

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Die magnetische Struktur eines Skyrmions ist symmetrisch um dessen Kern; Pfeile zeigen die Richtung der Spins an. (Abb./©: Benjamin Krüger, JGU)

DatenspeicherungWeiterer Schritt zur Nutzung von Skyrmionen

Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist ein weiterer Durchbruch in der Grundlagenforschung für mögliche Datenspeichertechnologien der Zukunft gelungen.

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Eine Glaskeramik-Membran, die mit Aluminium und Kunststoff beschichtet ist, lässt nur Lithium-Ionen durch. Für alle anderen Bestandteile der Elektrolytflüssigkeit ist sie undurchlässig. (Urheber Bild / Fotograf: Monika Weiner / TUM)

Evonik ForschungspreisLithium-Ionen-Akku-Testzelle mit separierten Elektroden

Im Kleinen haben sich die wieder aufladbaren Lithium-Ionen-Akkus längst bewährt: Seit Jahren versorgen sie Milliarden portabler Geräte zuverlässig mit Energie. Auch die Hersteller von Elektroautos und Stromspeichern setzen auf die Lithium-Ionen-Technik. Allerdings wünschen sie sich für diese Hochvolt-Anwendungen neue Elektrodenmaterialien und Elektrolyte, die höhere Spannungen aushalten.

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Das starke elektrische Feld des hochgeladenen Ions kann dem Graphen innerhalb von wenigen Femtosekunden Dutzende Elektronen entreißen. Aber weil Graphen in der Lage ist, höhe elektrische Strome zu transportieren, kann es die fehlende Ladung in kürzester Zeit wieder ausgleichen. (Copyright: Fig. 1b des Nature Comm. Papers)

GraphenExtrem hohe Ströme möglich

Wieder einmal stellt sich heraus, dass Graphen ein ganz besonderes Material ist: Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Fritz Aumayr vom Institut für Angewandte Physik der TU Wien konnte nun zeigen, dass die Elektronen in Graphen extrem mobil sind und äußerst schnell reagieren.

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Fluoreszente Muster mit bis zu zehn Mikrometer kleinen Merkmalen lassen sich mit dem neuen Verfahren auf Oberflächen erzeugen. (Abbildung: Angewandte Chemie)

Photodynamischer Thiol-DisulfidaustauschMit UV-Licht zu maßgeschneiderten Oberflächen

Ein neues Verfahren, um Oberflächen zu strukturieren sowie funktionelle Moleküle aufzubringen oder abzutrennen, haben Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt: Mit UV-Licht sorgen sie dafür, dass sich sogenannten Disulfidbrücken, also Bindungen von Schwefelatomen bilden und lösen.

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Künstliche PhotosyntheseNeuartiges Kohlenstoffnitrid-Polymer als Energiespeicher

Ein Team um Bettina Lotsch, Professorin am Department Chemie der LMU und am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung in Stuttgart, hat auf Basis eines graphitähnlichen Kohlenstoffnitrides ein Polymer entwickelt, das einen wichtigen Teilschritt der „künstlichen Photosynthese“ – die photokatalytische Entwicklung des solaren Brennstoffes Wasserstoff – dem Vorbild der Natur effektiver nachahmt als bisherige Materialen.

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flexible Solarzellen

Deutsch-dänisches PhotovoltaikprojektSolarzellen zum Ausrollen

Solarzellen, dünn wie Folie und so biegsam, dass sie sich auf unterschiedlichen Oberflächen wie Haus- und Fahrzeugdächer oder Glasfronten großflächig ausrollen lassen – das ist eines der Ziele eines deutsch-dänischen Forschungsprojekts.

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Kristallwachstum im Vakuum

Kristallwachstum im VakuumPerfekte Kristalle aus schwebenden Tropfen

Lasst sie schweben – das ist die Idee bei dem Projekt „Perfektionierung von Metallkristallen“, das von der University of Twente geleitet wird. Denn Kristalle, die während ihres Wachstums keinen mechanischen Stress erfahren, verfügen über eine deutlich höhere Qualität. Ganz schön abgehoben also – im besten Sinne.

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Beatriz Roldán Cuenya erhält eine renommierte Förderung vom Europäischen Forschungsrat. ( © RUB, Marquard)

CO2--RecyclingNanopartikel-Katalysatoren

Der Europäische Forschungsrat fördert die Katalysatorforschung der Bochumer Wissenschaftlerin Beatriz Roldán Cuenya. Ultimativ könnte das helfen, klimaschädliches CO2 sinnvoll zu nutzen.

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Leiterbahnen

Topologische IsolatorenElektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien.

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Elektronen vor dem Hintergrund des Atomgitters – die Bestandteile eines Festkörpers. Die gegenseitige Abstoßung der Elektronen sorgt dafür, dass sie engen Kontakt vermeiden. Dies behindert den Elektronenfluss, und das System kann zu einem Isolator werden.  (Urheber: Dr. Ulrich Tutsch)

Mott Metall-Isolator-ÜbergangFundamentales Festkörper-Phänomen enträtselt

Ob Wasser zu Eis gefriert, Eisen entmagnetisiert oder ein Material supraleitend wird – für Physiker steckt dahinter immer ein Phasenübergang. Diese unterschiedlichen Phänomene versuchen sie zu verstehen, indem sie nach universellen Eigenschaften suchen.

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