Aktualitäten 2023

China deckt vor Europa und den USA den Bedarf an Lithium, Cobalt und Nickel für Batterien durch Wiederverwertung. Mit der zunehmenden Produktion von Batterien für Elektrofahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach den dafür notwendigen Rohstoffen. Angesichts von Versorgungsrisiken, Umweltproblemen und prekären Arbeitsbedingungen, die mit dem Abbau und Transport dieser Rohstoffe verbunden sind, ist das Recycling von Batteriematerialien zu einem wichtigen Thema in Wissenschaft, Politik und Industrie geworden.

Forschungsteam untersucht einzigartige Fasern und Evolution der Tiere . Zebraund Quaggamuscheln, die zu den Dreikantmuscheln gehören, sind in Westeuropa und Nordamerika weit verbreitet. Die invasiven Süßwasserarten sind eine Gefahr für die Ökosysteme, denn sie konkurrieren mit heimischen Arten um knappe Ressourcen.

Bis zu viermal schneller als bisher vermisst ein neuer Algorithmus Materialbibliotheken. Er basiert auf maschinellem Lernen. Forschende sind mit Hochdruck auf der Suche nach neuen Materialien für zukünftige Technologien, von denen etwa die Energiewende abhängt - beispielsweise als Elektrokatalysatoren.

Die Entstehung von Tumoren beginnt mit winzigen Veränderungen innerhalb einzelner Körperzellen, und bei der Leistungsfähigkeit von Batterien sind Ionenbewegungen auf kleinster Ebene entscheidend. Bisher ist die Auflösung der gängigen bildgebenden Verfahren aber zu gering, um diese Prozesse im Detail darstellen zu können.

Physiker untersuchen 2-D-Materialien mit ganz besonderen Eigenschaften Postdoktorand Dr. Nihit Saigal aus der Arbeitsgruppe von Ursula Wurstbauer am Physikalischen Institut der Universität Münster hat im Labor das Zubehör zurechtgelegt, um ein ultradünnes, zweidimensionales Material herzustellen: einen silberfarbenen Kristall aus Molybdändisulfid, eine viskoelastische Polymerfolie - und Klebeband.

Seit Menschengedenken ertasten Ärzte suspekte Verhärtungen unter der Haut. Dass es sich bei dieser uralten Untersuchungstechnik um eine zukunftsweisende diagnostische Methode handelt, haben nun Wissenschaftler:innen der Charité - Universitätsmedizin Berlin und der Universität Leipzig in Kooperation von klinisch-diagnostischer Radiologie und biophysikalischer Grundlagenforschung bewiesen.

Polymere sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie stellen aber nur einen kleinen Ausschnitt aus der riesigen Zahl der Polymere dar, die es theoretisch geben könnte.

Einem internationalen Wissenschaftsteam ist es gelungen, ein Merkmal topologischer Materialien experimentell zu bestätigen. Beteiligt waren die Uni Würzburg und die Uni Dresden mit ihrem Exzellenzcluster ct.qmat. Sie gelten als Hoffnungsträger für energiesparende Elektronik und die Hightech der Zukunft: Topologische Quantenmaterialien.

Fluorethylencarbonat verbessert als molekulares Werkzeug die Grenzflächenbildung in Lithium-Ionen-Batterien Funktionale Additive sind eine effektive Methode, um maßgeschneiderte Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien (LIB) zu entwickeln. Sie können beispielsweise dabei unterstützen, dass sich stabile Grenzflächen zwischen Elektrolyt und Elektroden bilden, ohne dass der Elektrolyt dabei zersetzt wird.

Lebende Organismen nutzen sehr effektive physikalische Prinzipien, um Wechselwirkungen an ihren Oberflächen zu steuern. Forscher:innen des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden, der Universität Leipzig und der TU Dresden haben jetzt entdeckt, warum an cholesterinhaltigen Oberflächen die Anlagerung von Proteinen und Bakterien stark vermindert sein kann.

Paderborner Forscher*innen aus dem Department Physik und vom Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) haben im Rahmen eines innerhalb des Sonderforschungsbereichs/TRR 142 geförderten Projekts erfolgreich Quantenpunkte - nanoskopische Strukturen, in denen die Quanteneigenschaften der Materie zum Tragen kommen - hergestellt, die im optischen C-Band bei einer Wellenlänge zwischen 1530 bis 1565 Nanometer leuchten.

Entweder 1 oder 0. Entweder es fließt Strom oder eben nicht. In der Elektronik wird bisher alles über das Binärsystem gesteuert. Elektronen generieren so schon ziemlich schnell und gut Informationen, leiten diese weiter und Übernehmen diverse Schaltfunktionen. Doch es geht noch schneller. Das haben Paul Herrmann und Sebastian Klimmer von der Friedrich-Schiller-Universität Jena bewiesen.

Glas ist ein ganz besonderes Material: Es lässt sich in nahezu unbegrenzter Vielfalt aus Mischungen beinahe aller Elemente des Periodensystems herstellen. Einzige Voraussetzung ist, dass sich die Bestandteile gemeinsam schmelzen lassen und die Schmelze danach schnell genug abgekühlt wird. Dabei erstarrt das flüssige Gemisch und bildet ein Glas.

Forschende der RWTH Aachen und des Forschungszentrums Jülich haben wichtige Eigenschaften von Doppelquantenpunkten in zweilagigem Graphen aufgedeckt. Das Team hat eine nahezu perfekte Elektron-Loch-Symmetrie in den Graphen-Quantenpunkten nachgewiesen, die zu einer effizienteren Verarbeitung von Quanteninformationen führen könnte.

Millionen-Förderung für Verbundprojekt: Nachhaltigkeit und zirkuläre Wirtschaft im Fokus Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien spielt nicht nur aufgrund seiner ökologischen Nachhaltigkeit eine immer größere Rolle in der Batterieforschung, sondern auch aufgrund der Rohstoffknappheit. Während in Deutschland und Europa die Anzahl an Produktionsstätten steigt, fehlt es an natürlichen Vorkommen zahlreicher Ausgangsmaterialien für die Batteriezellproduktion.

Bei der Verbrennung von fossilen Rohstoffen, aber auch von Biokraftstoffen gehen große Teile der Energie als Abwärme verloren. Thermoelektrische Materialien könnten diese Wärme in Strom verwandeln, sie sind bislang jedoch noch nicht effizient genug für die technische Anwendung. Ein Team des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung hat nun die Effzienz eines thermoelekrischen Materials gesteigert, indem es den EInfluss der Mikrostruktur auf das Material aufklärte und die Eigenschaften des Materials durch einen Zusatz von Titan optimierte.

Der Grundstein für 1000-fache Verbesserung der Kommunikationsraten zur Überbrückung weiter Distanzen. Diamant ist von großer Bedeutung für Zukunftstechnologien wie das Quanteninternet. Spezielle Defektzentren können als Quantenbits (Qubits) genutzt werden und einzelne Photonen aussenden. Um eine Datenübertragung mit praktikablen Kommunikationsraten über weite Distanzen im Quantennetzwerk zu ermöglichen, müssen alle Photonen in Glasfasern eingesammelt und Übermittelt werden, ohne verloren zu gehen.

Wissenschaftler der Universitäten Würzburg und Ottawa haben das jahrzehntealte Problem der Unterscheidung von einfachen und mehrfachen Lichtanregungen gelöst. In der Fachzeitschrift Nature stellen sie ihre neue Methode vor. Der Bau des ersten Lasers im Jahr 1960 leitete kommerzielle Anwendungen mit Licht ein, die aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken sind.

Anisotrope Mikrobläschen eröffnen zukunftsweisende Möglichkeiten für die Ultraschallbildgebung und das Verabreichen von Arzneimitteln. Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Anshuman Dasgupta und Twan Lammers vom Institut für Experimentelle Molekulare Bildgebung der RWTH Aachen ist es erstmals gelungen, stabile nicht-sphärische Mikrobläschen zu erzeugen.

Synthesegas und Akku-Power mit Energie aus dem Sonnenlicht Mithilfe der Photosynthese gewinnen Pflanzen Energie aus dem Sonnenlicht. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben dieses Prinzip als Grundlage genommen, um neue nachhaltige Verfahren zu entwickeln, mit denen in Zukunft Synthesegas für die chemische Großindustrie hergestellt und Batterien aufgeladen werden könnten.