Ferngesteuerte funktionale Materialien

Neues aus der ichtlokalen nichtlinearen Phononik

Forscher des Hamburger Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie haben neue Einblicke in das schwer fassbare Rätsel ultraschneller Manipulation von Ferroelektrizität gewonnen und am 08.03.2022 als Studie über das bisher unbekannte Phänomen – die nichtlokale nichtlineare Phononik – open access in Nature Physics publiziert: Wenn Laserpulse im mittleren Infrarotbereich auf bestimmte Materialien treffen, können sie deren grundlegende Eigenschaften auf erstaunliche Weise verändern. Sie können magnetisch oder ferroelektrisch werden oder beginnen, elektrischen Strom ohne Widerstand zu leiten. Ein Schlüsselelement dieser Phänomene ist die effiziente Anregung der kollektiven atomaren Schwingungen der Festkörper – die als Phononen bezeichnet werden. (Grafik: Typisches FSRS-Spektrum der A1-Modi in LiNbO3 – © Nature Physics, mpsd.mpg.de, open access) weiterlesen…

Olefine aus Alkinen mittels Katalysators auf Nickel-Basis

Elektrokatalytische Semihydrierung bei Raumtemperatur – Elektrokatalyse ersetzt fossile Brennstoffe

Forscher des von Nicolas Kaeffer geleiteten Teams Metallorganische Elektrokatalyse in der Abteilung Molekulare Katalyse von Prof. Walter Leitner am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr (MPI CEC) haben herausgefunden, dass die Hydrierung von Alkinen zu Olefinen dank eines Katalysators auf Nickel-Basis mithilfe von Elektrizität und unter Vermeidung von Wasserstoffgas durchgeführt werden kann. Die von ihnen beschriebene partielle Hydrierung von Alkinen zu Olefinen ist eine weitverbreitete Umwandlung in der organischen Synthese. (Grafik: Proof-of-Concept für homogene Elektrokatalyse bei wichtiger Umwandlung der organischen Synthese – © Kaeffer, CEC) weiterlesen…

Weltweit erstes eMethanol-Großprojekt in Dänemark

Siemens Energy erhält Elektrolyseur-Auftrag

Siemens Energy eine Elektrolyseanlage für das weltweit erste eMethanol-Großprojekt liefern. Der dänische Entwickler und Betreiber von grünen Stromprojekten European Energy entwickelt nach eigenen Angaben vom 02.03.2022 das weltweit erste kommerzielle Großprojekt zur Herstellung von eMethanol. Den dafür notwendigen Wasserstoff soll eine 50-Megawatt (MW)-Elektrolyseanlage von Siemens Energy liefern. Sie soll in Kassø im Süden Dänemarks entstehen. Das Projekt wird kostengünstigen grünen Strom aus einem 300 MW-Solarpark vor Ort nutzen, um wirtschaftlich Kraftstoff herzustellen. weiterlesen…

Genetischer Weg für bessere Biokraftstoffverarbeitung

Entdeckung von Bioenergie-Wissenschaftlern im Oak Ridge National Laboratory

Ein Forscherteam des Zentrums für Bioenergie-Innovation (CBI) am Oak Ridge National Laboratory hat einen Weg zur Förderung einer bestimmten Art von Ligninbildung in Pflanzen entdeckt, der die Verarbeitung von Pflanzen, die für Produkte wie nachhaltige Flugzeugtreibstoffe angebaut werden, einfacher und kostengünstiger machen könnte. Die Forscher konzentrierten sich auf C-Lignin, ein Polymer in den Samenhüllen bestimmter exotischer Pflanzen. Lignin, das Polymer, das Pflanzen ihre Steifigkeit verleiht, ist eine gute Quelle für die Bausteine und aromatischen chemischen Verbindungen, die für die Herstellung sauberer biobasierter Kraftstoffe benötigt werden. Aber Lignin ist auch schwierig zu verarbeiten, insbesondere die in den meisten Pflanzen vorkommenden G- und S-Lignine. weiterlesen…

Grüner Wasserstoff leuchtet pink

FAU-Forschende entwickeln Sensor, um Wasserstoff sichtbar zu machen

Unsichtbares Wasserstoffgas für das bloße Auge sichtbarzu machen, um Gefahren durch Brände und Explosionen zu verhindern: Dieses Ziel haben Wissenschaftler des Departments Chemie und Pharmazie und des Lehrstuhls für Thermische Verfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) erreicht – durch sogenannte winzig kleine Suprapartikel, die ihre Farbe verändern, sobald sie mit Wasserstoff in Berührung kommen. Die Forschungsarbeit wurde open access in Advanced Functional Materials veröffentlicht. (Grafik: Poröse Suprapartikel absorbieren aus feuchter Luft Wasser. In Anwesenheit von Wasserstoff zeigen die Partikel eine zweistufige Farbumschlagsreaktion Grafik: AK Mandel / FAUopen access) weiterlesen…

Neue Methode zur Abbildung ultraschneller Elektronenbewegung in Atomen

Entdeckung Hannoverscher Physiker

Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern des Exzellenzclusters PhoenixD an der Leibniz Universität Hannover hat mit Licht einen neuen Zugang zu den schnellsten und kleinsten zeitlichen und räumlichen Skalen in der atomaren Welt entdeckt, und damit die kleinsten Details der Elektronendynamik in Atomen sichtbar gemacht. Die Zeitschrift Nature Physics hat in ihrer aktuellen Ausgabe darüber berichtet: nature.com/s41567-022-01505-2. (Diagramm: Ionisierung eines Moleküls in einem stark elliptisch polarisierten Laserfeld und dabei entstehende Strahlung – Bild © Ihar Babushkin/PhoenixD) weiterlesen…

Infolge des Klimawandels drohen in Deutschland sinkende Grundwasserspiegel

Klimawandel: Deutschland Grundwasserspiegel drohen zu sinken

Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) untersuchen die zukünftige Entwicklung des Grundwasserspiegels. Ihre Prognosen zeigen: Deutschland drohen in den nächsten Jahrzehnten sinkende Grundwasserstände. Grund: Der Klimawandel hat unmittelbare Auswirkungen auf die Grundwasserressourcen -ihre Studie wurde jetzt open access in Nature Communications veröffentlicht. (DOI: 10.1038/s41467-022-28770-2) (Grafik © KIT_BGR) weiterlesen…

Amazonas-Regenwald verliert an Widerstandsfähigkeit

Neue Erkenntnisse aus der Analyse von Satellitendaten

Der Regenwald am Amazonas hat die Fähigkeit, sich von Störungen zu erholen, seit Anfang der 2000er Jahre abgenommen. Möglicherweise steht er nahe an einer kritischen Schwelle, ab der er sich in eine Savanne verwandelt. Auch in Deutschland sind laut Tagesspiegel Waldbestände betroffen, die bisher eher als trockenresistent galten. Einer Pressemitteilung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung PIK vom 08.03.2021 zufolge verliert der Amazonas-Regenwald wahrscheinlich an Resilienz, wie eine Datenanalyse von hochauflösenden Satellitenbildern zeige. Das sei auf Stress durch Abholzung und Brandrodung zurückzuführen – der Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels sei bisher nicht eindeutig feststellbar, werde voraussichtlich bald eine große Rolle spielen. weiterlesen…

Zusammenspiel von Topologie und Magnetismus

Eine große Zukunft für vielfältige Anwendungen

Andrei Bernevig, Princeton University, USA, Haim Beidenkopf, Weizmann Institute of Science, Israel, und Claudia Felser, Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe, Dresden, stellen einer Medienmitteilung vom 02.03.2022 zufolge in einer Übersichtsarbeit über magnetische topologische Materialien neue theoretische Konzepte vor, die Magnetismus und Topologie miteinander verbinden. Sie identifizieren bisher unbekannte magnetische topologische Materialien und potenzielle möglichen Anwendungen in der Spin- und Quantenelektronik und diskutieren sie als Materialien für effiziente Energieumwandlung. (Grafik: Darstellung der Verknüpfung zwischen Material (= zwei verdrehte Graphenschichten) mit topologischen Eigenschaften, einer im mathematischen Sinne topologischen Fläche (= Möbiusband) und Magnetismus (magnetische Spins) – © MPI CPfSVerwendung bei Nennung der Quelle gestattet) weiterlesen…

Auf dem Weg zur nächsten Energiespeicher-Generation

Wässrige Zink-Ionen Batterien ohne Explosions- oder Brandgefahr

Forschende der Universität Bremen arbeiten derzeit erfolgreich an der nächsten Generation von Energiespeichern. Ihr Ziel sind dabei wässrige Zink-Ionen Batterien, bei denen jegliche Explosions- oder Brandgefahr ausgeschlossen ist. In Nature Communications haben Professor Fabio La Mantia und sein Team am 03.02.2022 open access die wichtigsten Herausforderungen beschrieben, die bei der Weiterentwicklung der neuartigen Batterietechnologie bewältigt werden müssen. (Foto: Nächste Generation von Energiespeichern – in Nature Communications hat Giorgia Zampardi, Universität Bremen, mit anderen open access die Herausforderungen beschrieben – © Federico Scarpioni, Universität Bremen, CC-BY 4.0) weiterlesen…