Kategorie: Forschung

Leistungsverstärker aus Galliumnitrid für 5G

  Von ,
© Foto Fraunhofer IAF Der acht Quadratmillimeter große Leistungsverstärker des Fraunhofer IAF funkt auf einer Frequenz von 5,8 Gigahertz. Diese Frequenz wird für den neuen Mobilfunkstandard 5G benötigt. Wichtiger Bestandteil des Mikrochips sind die mittig angebrachten Halbleiter-Schaltungen aus Galliumnitrid (GaN).

© Foto Fraunhofer IAF
Der acht Quadratmillimeter große Leistungsverstärker des Fraunhofer IAF funkt auf einer Frequenz von 5,8 Gigahertz. Diese Frequenz wird für den neuen Mobilfunkstandard 5G benötigt. Wichtiger Bestandteil des Mikrochips sind die mittig angebrachten Halbleiter-Schaltungen aus Galliumnitrid (GaN).

Daten per Funk zu übertragen ist zuverlässig und günstig. Das Datenvolumen pro Nutzer aber wächst exponentiell. Nicht nur durch die stetig wachsende Anzahl von Smart Phones, sondern insbesondere durch Trends wie Car-to-Car (C2C) oder Machine-to-Machine (M2M) Kommunikation – Autos und Maschinen, die Informationen in höchster Geschwindigkeit miteinander austauschen müssen. Der neue 5G-Mobilfunkstandard soll für die schnelle, energieeffiziente Übertragung von Daten ab 2020 sorgen. Dafür baut Fraunhofer neue Hochfrequenz-Leistungsverstärker aus dem Halbleiter Galliumnitrid. Weiterlesen

Mensch, wie geht es dir?

  Von ,
© Foto Fraunhofer FKIE Für Fluglotsen ist es besonders wichtig, dass Mensch und Maschine gut interagieren. Eine Software des Fraunhofer FKIE erkennt, wie leistungsfähig der Mensch ist und gibt die Information an den Computer weiter.

© Foto Fraunhofer FKIE
Für Fluglotsen ist es besonders wichtig, dass Mensch und Maschine gut interagieren. Eine Software des Fraunhofer FKIE erkennt, wie leistungsfähig der Mensch ist und gibt die Information an den Computer weiter.

Maschinen übernehmen immer mehr Aufgaben. Idealerweise sollten sie auch in der Lage sein, den Menschen bei Fehlverhalten zu unterstützen. Voraussetzung dafür ist, dass die Maschine versteht, wie es dem Menschen geht, der sie bedient. Fraunhofer-Forscher haben ein Diagnose-Verfahren entwickelt, das Nutzerzustände in Echtzeit erkennt und den Maschinen mitteilt. Weiterlesen

Graphen von der Rolle: Serienfertigung von Elektronik aus 2D-Nanomaterialien

  Von , ,
Rolle-zu-Rolle-Testanlage © Foto Fraunhofer IPT

Rolle-zu-Rolle-Testanlage
© Foto Fraunhofer IPT

Graphen, Kohlenstoff in zweidimensionaler Struktur, wird seit seiner Entdeckung im Jahr 2004 als ein möglicher Werkstoff der Zukunft gehandelt: Sein geringes Gewicht, die extreme Festigkeit, vor allem aber seine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit wecken Hoffnungen, Graphen bald für vollkommen neue Geräte und Technologien einsetzen zu können. Einen ersten Schritt gehen jetzt die Forscher im EU-Forschungsprojekt »HEA2D«: Ihr Ziel ist es, das 2D-Nanomaterial von einer großflächigen Kupferfolie durch ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf Kunststofffolien und -bauteile zu übertragen. Auf diese Weise soll eine Serienfertigung elektronischer und opto-elektronischer Komponenten auf Graphenbasis möglich werden. Weiterlesen

Satellitenkommunikation der Zukunft

  Von ,
© Foto Fraunhofer IIS Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« des Fraunhofer IIS werden die entwickelten Nachführalgorithmen der KASYMOSA-Antenne bei unterschiedlichen Bewegungsprofilen überprüft.

© Foto Fraunhofer IIS
Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« des Fraunhofer IIS werden die entwickelten Nachführalgorithmen der KASYMOSA-Antenne bei unterschiedlichen Bewegungsprofilen überprüft.

In Katastrophenfällen kommunizieren Rettungskräfte in der Regel über Satellit, wenn Telefon und Mobilfunk ausgefallen sind. Doch das hat Nachteile: Sind die Datenleitungen überlastet, bricht die Verbindung ab. Zudem gibt es bislang kaum Systeme für sich bewegende Fahrzeuge. Fraunhofer-Forscher haben ein neues Antennensystem entwickelt, das Daten via Satellit mit hoher Bandbreite zuverlässig überträgt und für den mobilen Einsatz geeignet ist. Weiterlesen

Umweltfreundlicher Autolack aus Maisstärke soll Kratzer von selbst reparieren

  Von , ,

Oberflächliche Mikrokratzer im Autolack sind harmlos, aber verschandeln die glänzende und makellose Oberfläche von Luxuskarossen. Ein neuer Lack von Saarbrücker Forschern soll nun Abhilfe schaffen: Aus Maisstärke gefertigt ist der Autolack in der Lage, wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle kleine Kratzer selbst zu reparieren. Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer auffüllt und diese wieder verschwinden. Mit finanzieller Unterstützung des Bundes soll der umweltfreundliche, selbstheilende Lack jetzt für die spätere industrielle Anwendung untersucht werden. Weiterlesen

Benetzung von Oberflächen – Den Ursachen der polaren Hydrophobie auf der Spur

  Von , ,

Die Frage, ob eine Flüssigkeit auf einer Oberfläche abprallt oder anhaftet, spielt in fast allen Industriebranchen eine Rolle. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg und ExxonMobil Research & Engineering in New Jersey haben nun eine Multiskalensimulationsmethode zur Vorhersage des Benetzungsverhaltens von Flüssigkeiten auf Oberflächen entwickelt. In einer aktuellen Ausgabe des Journal of the American Chemical Society wendet das Forscherteam diese Methodik auf das bisher unverstandene Phänomen der polaren Hydrophobie von polaren fluorierten Kohlenstoffoberflächen an. Weiterlesen

Faltenfreie Keramik aus dem 3D-Drucker

  Von , ,

Mit ihrem neuen 3D-Pulverdruck-Verfahren können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) feine Keramikstrukturen ohne scharfe Kanten und Poren herstellen. Die so hergestellten Keramikstrukturen weisen eine höhere Stabilität aus als mit vergleichbaren additiven Methoden hergestellte Strukturen: Fehlende Kanten verringern den Bruch und nicht vorhandene Poren erhöhen die Dichte des Bauteils. Das Verfahren ist industriefähig. Es ist einfach, schnell, preiswert und nutzt ungefährliche Ausgangsstoffe aus der Kosmetikindustrie. Weiterlesen

Hannover Messe: Flockige Nanopartikel schützen verlässlich vor Rost

  Von ,

Für Architektur, Brücken- und Schiffsbau werden große Mengen Stahl verbaut. Solche Konstruktionen sollen langlebig sein. Sie dürfen auch im Laufe vieler Jahre nicht an Festigkeit und Sicherheit verlieren. Dafür müssen verwendete Stahlplatten und –träger dauerhaft und großflächig vor dem Verrosten geschützt werden. Vor allem Luftsauerstoff und Wasserdampf sowie Salze greifen den Stahl an. Um das Eindringen der rostfördernden Stoffe zu verhindern, werden heute verschiedene Techniken genutzt. Eine gängige Methode ist der Rostschutz mit Zinkphosphat-Beschichtungen. Nun haben Forscher des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien spezielle Zinkphosphat-Nanopartikel entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen, kugelförmigen Zinkphosphat-Nanopartikeln, sind die neuen Nanopartikel flockig. Sie sind zehnmal so lang wie dick. Diese Vorzugsrichtung verlangsamt das Vordringen der Gasmoleküle zum Metall. Weiterlesen

Hannover Messe: Neue Hybrid-Tinten ermöglichen gedruckte, flexible Elektronik ohne Sintern

  Von ,
Quelle: INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Quelle: INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH

Forscher am INM haben die Vorteile von organischen und anorganischen elektronischen Materialien in neuen Hybrid-Tinten vereinigt. Damit lassen sich Schaltkreise direkt aus dem Füller auf Papier auftragen.

Die Elektronik von morgen ist gedruckt. Biegsame Schaltkreise auf Folien oder Papier können günstig durch Druckverfahren hergestellt werden und erlauben futuristische Designs mit gekrümmten Leucht- oder Eingabeelementen. Das erfordert druckbare elektronische Materialien, die während der Verarbeitung keinen Schaden nehmen und deren Leitfähigkeit trotz gebogener Oberflächen während des Einsatzes hoch bleibt. Weiterlesen

Hannover Messe: Leuchtende Nanopartikel für Fälschungssicherheit bei hohen Temperaturen

  Von ,

Forscher des INM haben Leuchtpartikel entwickelt, die als Plagiatschutz bei hohen Temperaturen eingesetzt werden können. Mit UV-Licht oder Röntgenstrahlung angeregt leuchten die farblosen Nanopartikel Orange-Rot.

Die kleinen UV-Lampen an den Kassen der Supermärkte kennt jeder: Mit ihnen wird überprüft, ob die „großen Scheine“ echt sind. Dann leuchten bunte Schnipsel im Geldschein auf. Die Leuchtpartikel dazu bestehen aus organischen Verbindungen. Für hohe Temperaturen sind sie nicht geeignet, da sich die Leuchtpartikel dann zersetzen. Bei Gegenständen, die fälschungssicher gemacht werden sollen und hohen Temperaturen ausgesetzt sind, kann man sie deshalb nicht verwenden. Nun haben Forscher des INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien Leuchtpartikel entwickelt, die auch hohen Temperaturen standhalten. Mit UV-Licht oder Röntgenstrahlung angeregt leuchten sie Orange-Rot. Weiterlesen