MPI-Forscher präsentieren neue Methode zur exakten Vorhersage von NMR-Parametern

Hochgenaue Ergebnisse bei niedrigem Rechenaufwand

Die Kernresonanz-Spektroskopie (“Nuclear Magnetic Resoncance” – NMR) ist eine der wichtigsten analytischen Techniken in der Chemie, die in der pharmazeutischen Industrie, der Biomedizin oder den Materialwissenschaften nicht fehlen darf. Sie dient dazu, die Struktur und Dynamik von Molekülen aufzuklären. NMR-Spektren allein genügen jedoch oft nicht für eine vollständige Strukturbestimmung und so müssen Forscher quantenchemische Berechnungen zur Ergänzung und Interpretation nutzen. Doch die bisher genutzten Methoden stießen immer wieder an Grenzen. Forscher der Abteilung für Molekulare Theorie und Spektroskopie am MPI für Kohlenforschung entwickelten nun einen neuen Ansatz, der den Durchbruch bringt und veröffentlichten ihn am 18.05.2021 open access im Journal of Chemical Physics (Grafik: Konformer des Vancomycin-Moleküls – Grafik © MPI für Kohlenforschungopen access). weiterlesen…

Westgrönlands Eisschild droht teilweise zu kippen

Neue Frühwarnsignale

Wissenschaftler vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und der Freien Universität Berlin haben neue Frühwarnsignale entdeckt, die darauf hinweisen, dass der zentral-westliche Teil des grönländischen Eisschildes relativ bald einen kritischen Übergang erleben könnte. Aufgrund steigender Temperaturen, so eine am 18.05.2021 publizierte Untersuchung von Forschern aus Deutschland und Norwegen, hat die Destabilisierung des Eisschildes bereits begonnen. weiterlesen…

Landnutzungsänderungen größer als gedacht

Weltweit 32 Prozent der Gesamtfläche

Der Mensch hinterlässt weltweit seine „Fußabdrücke“ auf der Landoberfläche. Diese Landnutzungsänderungen spielen eine wichtige Rolle für Ernährung, Klima und Biodiversität. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) weisen mithilfe eines neuen Kartensatzes aus hoch aufgelösten Satellitendaten und Statistiken der vergangenen 60 Jahre nach, dass Landnutzungsänderungen viermal so groß sind wie bisher angenommen und weltweit rund 32 Prozent der Landoberfläche umfassen. Damit sind sie etwa viermal so groß wie bisher angenommen. Über ihre Ergebnisse berichteten die Forschenden in Nature Communications (Foto: Globale Landnutzungsänderungen größer als gedacht – Karte © Karina Winkler, KIT.edu). weiterlesen…

Wasserreinigung in Millisekunden

Mit Nanoscience von verschmutztem zu klarem Wasser

Forscher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) in Potsdam-Golm haben eine Membran entwickelt, die aus unzähligen nanometerkleinen Röhren besteht. Diese setzten sie als Nanoreaktor ein, um mithilfe von Sonnenlicht in Millisekunden mit Methylenblau markiertes Wasser in klares umzuwandeln (veröffentlicht am 18.05.2021 auf der MPIKG-Webseite und in ACS Nano CC-BY 4.0). „Reaktionen in Flüssigkeiten mit geringerer Viskosität blitzschnell ablaufen zu lassen, stellt eine neue Chance für die Chemie dar,“ sagt Prof. Markus Antonietti, Direktor der Abteilung Kolloidchemie (Grafik: Photokatalytische Reaktion läuft in Membran aus nanometerkleinen Röhren ab – © mpikg.mpg.de_ScienceBrush Design). weiterlesen…

Zweifel an Prüf-Programmen

KIT: Qualität wissenschaftlicher Software nicht immer gut

In der Wissenschaft sind digitale Werkzeuge unerlässlich. Besonders wo große Mengen Forschungsdaten anfallen und schnell verarbeitet werden müssen, ist zuverlässige, sorgfältig entwickelte Software entscheidend, um sie zu analysieren und richtig zu interpretieren – etwa in Biologie, Physik oder ganz aktuell Epidemiologie. Zeitdruck und Geldmangel beim Entwickeln können indes zu Qualitätsmängeln führen. Um die Softwarequalität automatisiert zu bewerten, haben Informatiker des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien (HITS) das Tool SoftWipe entworfen. Ihre Ergebnisse haben sie im Nature Scientific Reports Journal unter dem Titel „The SoftWipe tool and benchmark for assessing coding standards adherence of scientific software“ veröffentlicht. weiterlesen…

Forscher lösen 40 Jahre altes Problem

Langlebige, stabile Festkörper-Lithium-Batterie entwickelt

Langlebige, schnell aufladbare Batterien sind für die Expansion des Marktes für Elektrofahrzeuge unerlässlich, aber die heutigen Lithium-Ionen-Batterien entsprechen nicht den Anforderungen – sie sind zu schwer, zu teuer und brauchen zu lange zum Aufladen. Seit Jahrzehnten versuchen Forscher, das Potenzial von Lithium-Metall-Festkörperbatterien zu nutzen, die bei gleichem Volumen wesentlich mehr Energie speichern und sich im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien in einem Bruchteil der Zeit aufladen lassen, schreibt Leah Burrows auf der Internetseite der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Bild: Zwei Elektrolyten (grün und braun) – in letzerem werden Dendriten gestoppt, wenn sie den zweiten Elektrolyten erreichen – © mit freundlicher Genehmigung von Second Bay Studios/Harvard SEAS). weiterlesen…

IASS-Potsdam vor ungewisser Zukunft

Angliederung ans GFZ?

Das 2009 von Klaus Töpfer gegründete Potsdamer Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) – seit 2017 deutsch: Institut für transformative Nachhaltigkeitsforschung – hat einen guten Ruf; das hat der Wissenschaftsrat den 150 Forschenden eben noch schriftlich gegeben – doch nun soll es nach dem Willen des BMBF Teil des Geoforschungszentrums GFZ werden, schrieb Rüdiger Braun am 15.05.2021 auf der Webseite der Märkischen Allgemeinen (MAZ). Noch kämpfe IASS-Direktor Ortwin Renn um Profil und Unabhängigkeit seines Hauses (Foto: Hauptsitz des IASS, Berliner Straße, Potsdam – © Clemensfranz – Eig. Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

Erstmals chemische Bindungen zu künstlichen Atomen gemessen

Rasterkraftmikroskopie untersucht die Bindungseigenschaften des Quantencorrals

PhysikerInnen der Universität Regensburg ist es laut einer Medienmitteilung vom 13.05.2021 gelungen, chemische Bindungen zu einem künstlichen Atom zu vermessen. Dazu haben die Forschenden die Spitze eines Rasterkraftmikroskops an das künstliche Atom herangeführt und seine Bindungskraft bestimmt. Diese lag bei lediglich einem Pikonewton, etwa einem Tausendstel der Kraft, die bei Bindungen zu natürlichen Atomen auftritt. Ihre Ergebnisse wurden in der Online-Ausgabe von Science veröffentlicht (Foto: „Angehaltene Bewegung“, Plastik von Hermann Kleinknecht, Tombak, 1976-77, Uni Regensburg – © Johanning – Eig. Werk, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org). weiterlesen…

Geothermie-Potenziale für CO2-Reduktion

Neue Fallstudie über nachhaltige Energiequelle

Erdwärme kann als nachhaltige Energiequelle auch in Deutschland einen signifikanten Beitrag zur Senkung von CO2-Emissionen leisten. Das zeigt eine Fallstudie zum Geothermie-Kraftwerk Kirchstockach unter dem Titel „Environmental performance of a geothermal power plant using a hydrothermal resource in the Southern German Molasse Basin“ (Umweltverträglichkeit eines geothermischen Kraftwerks zur Nutzung einer hydrothermalen Ressource im süddeutschen Molassebecken), die Wissenschaftler am Zentrum für Energietechnik (ZET) der Universität Bayreuth in Renewable Energy veröffentlicht haben. weiterlesen…

Wenige realistische Szenarien für 1,5°-Grenze

PIK: Erfolgreiche Bekämpfung der Erderwärmung aber noch möglich

Von den mehr als 400 Klimaszenarien, die im 1,5°C-Bericht des Weltklimarats (IPCC – siehe: solarify.eu/ipcc-sonderbericht) bewertet wurden, vermeiden nur etwa 50 Szenarien eine deutliche Überschreitung von 1,5°C. Von diesen machen nur etwa 20 realistische Annahmen über die Möglichkeiten zur Abschwächung des Klimawandels, zum Beispiel die Rate und das Ausmaß der Kohlenstoffentfernung aus der Atmosphäre oder das Ausmaß der Baumpflanzung, zeigt eine Untersuchung des PIK-Potsdam mit dem Titel: „All options, not silver bullets, needed to limit global warming to 1.5°C: a scenario appraisal“ (Alle Optionen, keine Allheilmittel, werden benötigt, um die globale Erwärmung auf 1,5°C zu begrenzen: eine Szenariobetrachtung – s.a. Grafik © Abb.1a, Warszawski et al. (2021)). weiterlesen…