Forscher des Paul Scherrer Instituts PSI haben mit Hilfe einer neuartigen Methode erstmals die Verteilung von Eis und flüssigem Wasser in einer Wasserstoff-Brennstoffzelle direkt abgebildet. Die neue Bildgebungstechnik verwendet zwei Strahlen mit unterschiedlicher Neutronenenergie, um Bereiche mit flüssigem Wasser von solchen mit Eis mit hoher Zuverlässigkeit zu unterscheiden. Die Methode eröffnet somit die Perspektive, eines der wichtigsten Probleme bei der Anwendung von Brennstoffzellen als Fahrzeugantrieb zu untersuchen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die PSI-Wissenschaftler am 16.6.2014 im Journal Physical Review Letters.Wasserstoff-Brennstoffzellen haben…
Die Entwicklung von Freie-Elektronen-Röntgenlasern (XFEL) ermöglicht neue Einblicke in die Welt der Moleküle und Atome, die unter anderem für Biologen von großem Interesse sind, um die Funktion der molekularen Maschinerie im Organismus zu verstehen. Ein Schwerpunktheft des wissenschaftlichen Fachjournals "Philosophical Transactions B", versammelt jetzt eine bemerkenswerte Auswahl an Fachaufsätzen zur "Biologie mit Freie-Elektronen-Röntgenlasern". Die Beiträge, darunter auch verschiedene hochrangige Resultate vom Center for Free-Electron Laser Science CFEL bei DESY, beschreiben neueste Innovationen und Ergebnisse, von denen die junge Disziplin angetrieben…
Mit dem verschwitzten Finger auf die Probe tippen – was jeden sorgfältig arbeitenden Naturwissenschaftler normalerweise schaudern lässt, war diesmal Teil des Experiments: Saarbrücker Physiker haben zusammen mit ihren Augsburger Kollegen in einem eher ungewöhnlichen Experiment gezeigt, dass die von ihnen 2009 entwickelte Methode zur Graphen-Herstellung ein äußerst robustes Verfahren darstellt. Diese Erkenntnis ist besonders im Hinblick auf eine zukünftige industrielle Produktion von Graphen von Bedeutung und könnte Graphen der Marktreife, beispielsweise für Anwendungen in der Informationstechnologie, ein Stück näher bringen.…
Wie wirken über Lebensmittel aufgenommene Nanomaterialien in Leber und Darm? Welche Faktoren bestimmen ihre Giftigkeit? Wegen der großen Anzahl an unterschiedlichen Nanomaterialien ist es kaum möglich, jedes Material einzeln auf seine toxischen Eigenschaften hin zu untersuchen. Im Rahmen des deutsch-französischen Forschungsprojektes „SolNanoTox“, das am 1. März 2014 begonnen hat, sollen deswegen spezifische Eigenschaften zur Klassifizierung von Nanomaterialien untersucht werden. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) benötigt für seine Bewertungsarbeit Daten zur Bioverfügbarkeit, insbesondere dazu, ob die Löslichkeit von Nanomaterialien ihre Aufnahme…
Mikroplastik ist im wahrsten Sinne des Wortes in aller Munde. Abrasionspartikel in der Zahnpasta sind nur ein Beispiel für die unterschiedlichsten Anwendungen von Mikroplastik in der Kosmetikindustrie. Doch das Material steht seit einiger Zeit in der Kritik, da es sich in der Umwelt ansammelt und häufig Schadstoffe aufnimmt, die über Umwege auch in den menschlichen Körper gelangen können. Laut IKW, dem Industrieverband Körperpflege- und Waschmittel e. V., möchte die Kosmetikindustrie schon in naher Zukunft auf den Einsatz von Mikroplastik verzichten.…
Tunneleffekte sind in der Physik allgegenwärtig und werden für viele technische Anwendungen ausgenutzt. Nun haben Physiker der Universität Innsbruck erstmals im Experiment beobachtet, wie wechselwirkende Quantenteilchen durch eine ganze Reihe von Barrieren tunneln. Die in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Arbeit eröffnet neue Einblicke in dieses weitverbreitete physikalische Phänomen.Er erklärt den radioaktiven Alphazerfall mancher Atomkerne, macht Sterne zu Fusionskraftwerken und ermöglicht die Supraleitung: der Tunneleffekt. Einzelne Quantenteilchen können eine Barriere auch dann überwinden, wenn sie die dafür notwendige Energie nicht besitzen.…
Biologen der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben neue Mechanismen entdeckt, mit denen Bakterien Lipide, also Fettmoleküle, für die Zellmembran herstellen. Die Mechanismen sind eine Kombination aus bereits bekannten bakteriellen Synthesewegen und solchen, die in höheren Lebewesen vorkommen. Damit widerlegt das Team um Prof. Dr. Franz Narberhaus und Dr. Roman Moser die lange gehegte Theorie, dass Bakterien und höhere Lebewesen Lipide grundsätzlich unterschiedlich produzieren. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift „Molecular Microbiology” veröffentlicht.Potenzial für die PharmaindustrieViele Medikamente werden mit Lipiden ummantelt, weil…
Prozesse, die auf atomarer Größenskala ablaufen, lassen sich nur mit den Gesetzen der Quantenmechanik genau beschreiben. Physikern der Universität Würzburg ist es jetzt erstmals experimentell gelungen, den Zustand eines solchen quantenmechanischen Systems vollständig zu erfassen.„Es ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einem umfassenden Verständnis der natürlichen Prozesse in einer atomaren Größenordnung.“ Dieses Fazit zieht eine Gruppe Würzburger Experimentalphysiker in einer neuen Publikation, die gerade in dem renommierten Journal Nature Communications erschienen ist. Achim Schöll, Privatdozent am Lehrstuhl für…
Fortschritte in der Nanotechnologie sind nur dann möglich, wenn sich auch die analytischen Verfahren zur Charakterisierung von Nanostrukturen stetig verbessern. Aufgrund der geringen Abmessungen der zu untersuchenden Strukturen lässt sich sichtbares Licht für die Nanoanalytik nicht mehr nutzen. Vielmehr müssen mikroskopische Verfahren mit Elektronenwellen oder Röntgenstrahlung arbeiten, da nur hier die Wellenlängen ausreichend klein sind. Multischicht-Laue-Linsen bieten dabei einen vielversprechenden Ansatz für die Entwicklung höchstauflösender Röntgenoptiken.Die Elektronenmikroskopie liefert bereits jetzt phantastische Einblicke in die Nanowelt und ermöglicht die „Betrachtung“ einzelner…
Anhand von Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) haben Astronomen zum ersten Mal direkt den molekularen Staub und das Gas in Galaxien vermessen, die Gammastrahlenausbrüche (engl. Gamma Ray Bursts, kurz GRBs) beherbergen – die größten Explosionen im Universum. Völlig überraschend hat man dabei weniger Gas und entsprechend sehr viel mehr Staub beobachtet als erwartet, weshalb einige GRBs als „dunkle GRBs“ erscheinen. Diese Arbeit wird am 12. Juni 2014 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht und enthält die bislang ersten…