Kategorie: Forschung

Kombination von Isolierung und thermischer Masse

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Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

© Foto Fraunhofer ICT Der PCM-Würfel behält eine Temperatur von 21°C, bis er komplett geschmolzen ist.

Brennt die Sommersonne vom Himmel, nehmen in Gebäudehüllen integrierte Phasenwechselmaterialien (PCM) die Hitze auf – es bleibt drinnen schön kühl. Wird es draußen kälter, geben sie die gespeicherte Wärme ab. Mehrere Gramm dieser Speichermedien können lange Zeit vor Überhitzung und Unterkühlung schützen. Forscher haben nun erstmals durch etablierte Verfahren der Formgebung die isolierenden Eigenschaften von Schäumen mit den thermischen Massen von PCM vereint. In dieser Materialkombination wird der Wärmefluss durch die Wand über einige Stunden verringert. Weiterlesen

Physikern genügt eine billionstel Sekunde zur Kontrolle blitzschneller Quantenbits

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Die grafische Darstellung zeigt, wie ein Laserpuls das Farbzentrum im atomaren Gitter des Diamants, ein Silizium-Atom (gelb) und zwei Fehlstellen (grau), trifft. Grafik: AG Becher

Die grafische Darstellung zeigt, wie ein Laserpuls das Farbzentrum im atomaren Gitter des
Diamants, ein Silizium-Atom (gelb) und zwei Fehlstellen (grau), trifft. Grafik: AG Becher

Quantencomputer, die bestimmte Probleme im Vergleich zu heutigen Rechnern um ein Vielfaches effizienter lösen können, stecken technisch noch in den Kinderschuhen. Diejenigen Abläufe in der Quantenwelt präzise zu steuern, die Informationen speicher- und lesbar machen, ist außerordentlich herausfordernd. Physikern der Universität des Saarlandes um Professor Christoph Becher ist es nun gelungen, ein Quantenbit, das als Grundlage für die Informationsspeicherung dient, blitzschnell und vollständig zu kontrollieren. Da solche Quantenbits sehr instabil und kurzlebig sind, mussten sie dafür einen Laserpuls nutzen, der nur eine billionstel Sekunde lang ist. Ihre Methode haben sie in der heutigen Ausgabe des renommierten Fachmagazins Nature Communications beschrieben. Weiterlesen

Vom Blatt zum Baum: Künstliche Photosynthese im großen Maßstab

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Das Photosynthese-System der Jülicher Solarzellenforscher ist kompakt und in sich geschlossen. Aufgrund des flexiblen Designs lässt es sich beliebig erweitern. Das Konzept ist für jede Dünnschicht-Photovoltaik-Technologie und verschiedene Elektrolysearten anwendbar. Copyright: Forschungszentrum Jülich

Das Photosynthese-System der Jülicher Solarzellenforscher ist kompakt und in sich geschlossen. Aufgrund des flexiblen Designs lässt es sich beliebig erweitern. Das Konzept ist für jede Dünnschicht-Photovoltaik-Technologie und verschiedene Elektrolysearten anwendbar.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Forscher entwerfen erstmals praktisch anwendbares Design für photoelektrochemische Wasserspaltung

Wissenschaftler des Forschungszentrums haben zum ersten Mal ein komplettes und kompaktes Design einer Anlage für die künstliche Photosynthese entwickelt. Dies bringt diese Technologie einen entscheidenden Schritt näher zur Anwendung. Das Konzept ist flexibel, sowohl bei den verwendeten Materialien als auch bei der Größe des Systems. Weiterlesen

Fraunhofer IWS verarbeitet n-leitende Polymere jetzt auch als Paste

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© Foto Fraunhofer IWS Dresden Gedruckter TEG (Thermoelektrischer Generator) aus p- und n-leitendem Polymer und Silberkontaktierung

© Foto Fraunhofer IWS Dresden
Gedruckter TEG (Thermoelektrischer Generator) aus p- und n-leitendem Polymer und Silberkontaktierung

Bei der Suche nach n-leitenden Polymeren für gedruckte Elektronik ist das Fraunhofer IWS einen großen Schritt weiter gekommen. Den Dresdner Forschern ist es jetzt gelungen, ein im Jahr 2015 synthetisiertes n-leitendes Polymer so zu modifizieren, dass es sich als Paste verarbeiten und 3-dimensional drucken lässt. Weiterlesen

Von der EU ausgezeichnet: Wenn die eigene Haut berührungsempfindliche Bildschirme ersetzt

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Smartwatches und Fitness-Tracker zeigen, dass immer mehr Menschen Informationstechnologie am Körper nutzen. Professor Jürgen Steimle und weitere Informatiker der Universität des Saarlandes wollen daher interaktive Computergeräte entwickeln, die wie eine zweite Haut getragen werden können. Zusätzlich können Anwender sie nach Belieben gestalten und anpassen. So können die interaktiven Hautstücke in Zukunft nicht nur mobile Endgeräte steuern, sondern auch Patienten bei der Genesung unterstützen. Der Europäische Forschungsrat hat Jürgen Steimle nun mit dem renommierten ERC Starting Grant ausgezeichnet und fördert seine Forschung über die nächsten fünf Jahre mit rund 1,5 Millionen Euro. Weiterlesen

Leistungsverstärker aus Galliumnitrid für 5G

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© 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?

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© 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

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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

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© 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

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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