Eine rostige Zukunft

Farbstoffsolarzellen versprechen eine kostengünstige Ergänzung zur bisherigen Photovoltaik. Ihr Schlüsselmerkmal sind farbige Sensibilisatoren auf der Oberfläche. Forschende der Universität Basel haben die Leistung weiter verbessert, indem sie Sensibilisatoren mit dem häufig vorkommenden und umweltfreundlichen Metall Eisen verwendeten. Sensibilisatoren sind stark gefärbte Verbindungen, die Licht absorbieren und die Energie in Elektrizität umwandeln, indem sie Elektronen abgeben und in den Halbleiter „impfen“. weiterlesen…

PTB: Neue Methode zur Bestimmung atomarer Lebensdauern

Bisher längster angeregter elektronischer Zustand gemessen – wichtig für grundlegende Fragen der Atomphysik

Wenn ein angeregtes Atom schnell wieder in seinen Grundzustand zurückfällt, ist seine Lebensdauer verhältnismäßig leicht zu messen. Ganz anders, wenn das Atom lange im angeregten Zustand verweilt. Dann war sie bisher nur mit enormem Aufwand festzustellen. Jetzt haben Forschende der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) erstmals diese Messaufgabe gelöst. Mit einem völlig neuen experimentellen Ansatz hat das Team die Lebensdauer des ersten angeregten Zustands eines einzelnen Ytterbium-Ions zu 1,58(8) Jahren ermittelt. Das ist mehr als 6000-mal länger als die längste bisher gemessene Lebensdauer eines elektronischen Zustands. Die Methode, die das Team in der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters beschreibt, hat große Bedeutung für grundlegende Fragen der Atomphysik und die Entwicklung optischer Atomuhren. und die Entwicklung optischer Atomuhren. (Grafik: Im neuen Verfahren (re.) induziert ein Laser schnelle Oszillationen – das ermöglicht alternative Bestimmung der Lebensdauer – © ptb.de, CC BY 4.0) weiterlesen…

Kekulés geplatzter Traum: Leitern statt Schlangen

Unis Bonn und Regensburg schaffen neuartige, als Seilbahn für Energiepakete dienende Moleküle

Entlang einer molekularen Leiter aus Hunderten von Benzolringen bewegen Forschende der Universitäten Bonn und Regensburg Energiepakete hinauf und hinunter. Solche Polymere lassen sich potenziell für die Herstellung neuer Displays auf der Grundlage organischer Leuchtdioden oder für Solarzellen verwenden. Das außergewöhnliche Material wird in Nature Communications beschrieben. (Abbildung: Energiepaket wird auf einer molekularen Leiter durch Absorption von Licht erzeugt – © Joshua Bahr, Tristan Keller, uni-bonn.de) weiterlesen…

Industrie 4.0-Forschung für die Gestaltung der Zukunft

Neuer Impulsbericht des Forschungsbeirats

Im neuen Impulsbericht „Industrie 4.0-Forschung für die Gestaltung der Zukunft“ stellte der Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 am 17.11.2021 eine Analyse des Status quo der Industrie 4.0-Forschung in der Bundesrepublik Deutschland vor und leitet daraus eine Grundlage für die strategische Weiterentwicklung von Forschungsaktivitäten ab. Der Impulsbericht wurde von einer Expertengruppe aus Mitgliedern des Forschungsbeirats und der Plattform Industrie 4.0 erarbeitet. (Titel: Forschungsbeirat der Plattform Industrie 4.0 – © acatech– Deutsche Akademie der Technikwissenschaften) weiterlesen…

Chemie Katalysator für den Wandel

Mit 2.923 Zitronen zum Guinness-Weltrekord

Ein am 26.11.2021 durch die britische Royal Society of Chemistry (RSC), Professor Saiful Islam von der University of Bath und und die Wissenschaftsmoderatorin Fran Scott aufgestellter Guinness Weltrekord für die höchste Spannung einer Fruchtbatterie „soll zeigen, dass die Chemie Katalysator für den Wandel ist und die Aufklärung über Nachhaltigkeit und die Auswirkungen des Klimawandels fördert“. weiterlesen…

AWI: Dürregefahr auf Nordhalbkugel steigt

Wenn Erwärmung weiter ansteigt

Der menschengemachte Klimawandel und die daraus resultierenden Veränderungen des globalen Wasserkreislaufes werden in den kommenden Jahrzehnten zu einem deutlichen Anstieg der Dürrehäufigkeit auf der Nordhalbkugel führen. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Expertenteam unter der Leitung von Klimaforschenden des Alfred-Wegener-Institutes in einer Untersuchung, die am 02.12.2021 in npj Climate and Atmospheric Science erschienen ist. weiterlesen…

Supraleitung trifft Spintronik

Grüne Informationstechnologien

Ein internationales Team hat eine Kopplung zwischen zwei supraleitenden Regionen nachgewiesen, die durch ein ferromagnetisches Material von einem Mikrometer Breite getrennt sind. Dieser makroskopische Quanteneffekt ist als Josephson-Effekt bekannt und erzeugt einen Strom aus supraleitenden Cooper-Paaren innerhalb der ferromagnetischen Region. Messungen an BESSY II zeigten, dass der Spin der Cooper-Elektronen gleich ist. Die Ergebnisse weisen den Weg für supraleitende spintronische Anwendungen mit sehr geringem Energiebedarf, bei denen spinpolarisierte Ströme durch Quantenkohärenz geschützt sind. weiterlesen…

Licht-Materie-Wechselwirkung wird erforscht

Neuer Sonderforschungsbereich für die Rostocker Physik

Wie wirkt Licht auf Materie, wie beeinflusst Materie das Licht, und wie kann man die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie steuern? Diesen Fragen wollen Forschende am Institut für Physik der Universität Rostock mit modernsten wissenschaftlichen Methoden auf den Grund gehen – nun haben sie dafür den Zuschlag für ein Verbundprojekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten. Mit rund 11 Millionen Euro wird die Erforschung der „Licht-Materie-Wechselwirkung an Grenzflächen“ im neuen DFG-Sonderforschungsbereich (SFB) “LiMatI” gefördert – so eine Medienmitteilung vom auf der Internetseite der Universität weiterlesen…

Luftig und effizient

Photokatalysator aus Aerogel

ETH-Forschende haben einen neuen Photokatalysator aus einem Aerogel entwickelt, der eine effizientere Wasserstoffherstellung ermöglichen könnte. Möglich wird das durch eine raffinierte Vorbehandlung des Materials – schreibt Peter Rüegg am 29.11.2021 auf der Webseite der Eidgenössischen Technischen Hochschule. Aerogele sind außergewöhnliche Materialien, die es mit über einem Dutzend Einträgen ins Guinnessbuch der Rekorde geschafft haben, unter anderem als leichteste Feststoffe der Welt. (Bild: Elektronenmikroskopisches Bild der schwammartigen inneren Struktur des Aerogels – © Labor für Multifunktionale Materialien der ETH Zürich, ACS Applied Materials and InterfacesCC BY-NC-ND 4.0) weiterlesen…

Ionentransport-Mechanismus in wässrigen Li-Ionen-Batterien erklärt

Mikroskopisches Verständnis der Solvatationsstruktur offenbart Heterogenität in superkonzentrierten Wasser-in-Salz-Elektrolyten

Lithium-Ionen-Batterien sind wegen ihrer entflammbaren organischen Elektrolyte für ihre Brandgefahr berüchtigt. Aus diesem Grund wurden große Anstrengungen unternommen, um Elektrolyte auf Wasserbasis als sicherere Alternative zu verwenden. Dies wird jedoch durch das Problem erschwert, dass Wassermoleküle innerhalb der Batterie eine Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff durchlaufen, was zu verschiedenen Problemen führt, wie z. B. einem schlechten Wirkungsgrad, einer kurzen Lebensdauer der Geräte und Sicherheitsproblemen. Ein koreanisches Forscherteam hat den Zusammenhang zwischen Wasserdynamik und Lithium-Ionen-Transport aufgedeckt. weiterlesen…