Alle Artikel in: Forschung

Neues aus der Wissenschaft

Mit Hyperspektral-Kameras lässt sich beispielsweise bereits die Oberflächenqualität von Chip-Scheiben analysieren. Doch weitere Anwendungsfälle nahen. Foto: Fraunhofer-IWS

Hyperaugen überwachsen künftig Salatwuchs in urbanen Agrarfabriken

Fraunhofer Sachsen will mit 12 Partnern KI und Hyperspektral-Technologie verheiraten Zwickau/Dresden, 29. Januar 2024. Hyperspektral-Augen sollen künftig in der vertikalen Landwirtschaft, beim autonomen Fahren und in Überwachungs-Drohnen helfen. Denn die Nachfolger der ostdeutschen Multispektral-Kameras für Kosmonauten können heute selbst aus der Ferne beispielsweise recht genau ermitteln, welche Schätze noch in alten Bergbau-Halden schlummern oder ob die Salatpflanze im urbanen Gemüsezucht-Regal etwa mehr Dünger braucht. Um die Vorteile dieser Technologie künftig viel breiter als bisher praktisch nutzbar zu machen, haben das „Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik“ (IWS) in Dresden und dessen „Anwendungszentrum für Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien“ (Azom) in Zwickau nun das Konsortium „Hyperimage“ geschmiedet.

Krankenhäuser gehören zu den größten Müllerzeugern in Deutschland - unter anderem durch die vielen Kunststoff-Einwegprodukte, die erst nach einer Dekontaminierung wieder in die Stoffkreisläufe entlassen werden dürfen. Foto: Heiko Weckbrodt

Mikroplaste in der Umwelt unter der Lupe

HTW Dresden bekommt eine Million Euro für Verbundlabor Dresden, 23. Januar 2024. Damit sie besser untersuchen kann, wie Kunststoff-Reste unsere Umwelt beeinflussen, bekommt die Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden eine Million Euro von der „Deutschen Forschungsgemeinschaft“ (DFG). Das haben die HTW  und die DFG mitgeteilt. Mit dem Geld will die Hochschule ein Verbundlabor für das „Umweltverhalten von Polymeren in Boden-Gewässer-Vegetationskompartimenten“ neu ausrüsten.

Wie kommt das Gehirn mit völlig unbekannten Situationen zurecht? Visualisierung: Dall-E

Wie das Hirn die Schockstarre vor dem Unbekannten überwindet

Dresdner Forschungsprojekt zum „Unbekannten Unbekannten“ soll auch KIs schlauer machen Dresden, 19. Januar 2024. Dresdner Hochschul-Medziner wollen endlich herausbekommen, wie das menschliche Gehirn eigentlich mit völlig unerwarteten Problemen zurecht kommt, für die es keinerlei Erfahrungswerte hat – wie etwa bei abrupten Katastrophen. Dafür wollen sie in einem neuen Forschungsprojekt „Explorationen des unbekannten Unbekannten“ (UU) Experimente in Virtuellen Realitäten (VR), Hirnstrom-Messungen, Hirnstimulationen und andere Methoden kombinieren. Das hat die TU Dresden angekündigt. Die Forscher hoffen, mit ihren Befunden unkreative „Künstliche Intelligenzen“ schlauer zu machen und Prognosen über das Verhalten von Menschen etwa bei künftigen Pandemien und anderen Desastern anstellen zu können.

Die Abbildung visualisiert den Quanten-Halbleiter-Bauelement, in dem ein topologischer "Skin"-Quanteneffekt für einen stabilen Elektronenfluss (blauer Kreis) am Rand sorgt. Visualisierung: Christoph Mäder/pixelwg für die TUD und Ct.qmat

Unis Dresden und Würzburg bauen topologische Quanten-Schaltung

Skin-Quanteneffekt soll besonders präzise Sensoren und Verstärker ermöglichen Dresden/Würzburg, 18. Januar 2024. Gezielt aktivierte Quanteneffekte sollen künftig besonders genaue Messgeräte und Rechner ermöglichen. Auf dem Weg dorthin haben Quantenphysikerinnen aus Dresden und Würzburg nun ein mikroelektronisches Bauteil entwickeln, das Elektronenströme gegen Störungen von außen oder durch Materialeffekte durch den sogenannten „Skin“-Quanteneffekt abschirmt. Das hat die TU Dresden mitgeteilt, die gemeinsam mit der Uni Würzburg das Quantenphysik-Exzellenzzentrum betreibt.

Die "Citadel"-Forscher wollen sich besonders heiße und energiehungrige Industrieprozesse wie Stahlguss, Glasschmelze und Beton-Recycling vorknöpfen und dort elektrische statt fossile Heiztechnologien in 5 Demo-Anlagen vorexerzieren. Foto: Avanga via HZDR

Strom statt Gas: Citadel baut Öko-Pilotanlagen für 5 Industrien

Helmholtz Dresden leitet Dekarbonisierungs-Konsortium Dresden, 15. Januar 2024. In Europa sollen unter dem Projektnamen „Citadel“ bis 2028 fünf Demo-Anlagen entstehen, die Stahl, Kupferdrähte, Glas, Feuerschutz-Materialien und Beton bei großer Hitze herstellen oder wiederverwerten, dabei aber elektrische statt fossil befeuerte Heizungen einsetzen. Das hat das federführende Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mitgeteilt.

Forscher und Forscherinnen vom Fraunhofer-Institut IWS in Dresden arbeiten an neuen Elektroden-Materialien für Festkörper-Akkus, die Elektroautos mehr Reichweite spendieren sollen. Foto: ronaldbonss.com für das Fraunhofer IWS

Nanotech für Elektroautos mit mehr Reichweite

Fraunhofer Dresden will mit drei Partner-Unis neue Siliziumnitrid-Anoden für energiereiche Festkörper-Akkus entwickeln Dresden, 12. Januar 2024. Nanoteilchen aus einer Verbindung von Silizium und Stickstoff sollen künftig besonders sichere und energiereiche Akkus ermöglichen – und damit letztlich Elektroautos mit Reichweiten jenseits von 700 Kilometern: Die ungeordneten – also „amorphen“ – Partikel könnten unter anderem für stabile Energiespeicher-Anoden mit langer Lebensdauer sorgen. Auf ein entsprechendes Entwicklungsvorhaben gemeinsam mit drei Universitäten hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden hingewiesen, das an der Entwicklung der neuen Anoden maßgeblich beteiligt ist.

Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) können Wasser aus Luft saugen und dann bei Bedarf wieder freigeben. Grafik: B. Schröder für das HZDR

Superschwämme sollen Wasser aus Wüstenluft saugen

Forscher in Dresden arbeiten an organisch-metallischen Schwämmen, die rettendes Nass automatisch aus der Atmosphäre saugen Dresden, 6. Januar 2024. Damit Reisende und Bewohner von Wüsten künftig selbst dort nicht verdursten müssen, wo weit und breit kein Tropfen in Sicht ist, forschen sächsische Wissenschaftler-Teams an Möglichkeiten, mit einfachen technischen Geräten das Wasser aus der Luft zu gewinnen. Konkret experimentieren sie derzeit mit Metallschwämmen in organischen Fassungen (MOFs). Diese Superschwämme sind so saugfähig, dass sie sogar das wenige Wasser in Wüstenluft literweise an sich reißen können. Das geht aus einer gemeinsamen Mitteilung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und der TU Dresden hervor.

Anjana Devi. Foto: Jürgen Lösel für das IFW Dresden

2D-Material-Expertin Devi wechselt ans IFW Dresden

Ultradünne Molekülnetze sollen neue Impulse für Energietechnik, Chipindustrie und Optik auslösen Dresden, 5. Januar 2024. Hauchdünne zweidimensionale Molekülnetze sollen künftig die Energietechnik, Optik und Mikroelektronik auf eine neue Stufe heben. Denn durch Nanostrukturen und spezielle chemische Zusätze können solche 2D-Materalien mal Strom besonders verlustarm leiten, dann wieder Energie oder Wasserstoff gut speichern oder ganz andere maßgeschneiderte Funktionen in kleinster Bauweise bekommen. Als eine Expertin für die Synthese derartiger Wundermaterialien gilt die indische Materialwissenschaftlerin Anjana Devi, die zum Jahresbeginn 2024 an das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Dresden wechselt.

Um instabile Bergbauhalden oder Verunreinigungen von Böden und Gewässern rechtzeitig zu erkennen, kombinieren die Mosmin-Partner Copernicus-Satelliten, Drohnen-Erkundungsdaten mit erdgebundenen Sensoren und lassen all diese Daten dann durch maschinell lernende Systeme auswerten. Das soll helfen, ökologische Risiken aus Bergbau-Hinterlassenschaften zu mindern und darin verborgene Schätze zu heben. Grafik: Mosmin via HZDR/HIF

Kosmische Augen und Drohnen überwachen künftig Bergbau-Halden

Helmholtz Freiberg startet Internationales „Mosmin“-Projekt Freiberg, 31. Dezember 2023. Copernicus-Satelliten, Drohnen, Bodensensoren und Künstliche Intelligenzen (KI) sollen künftig helfen, alte Bergbau-Halden zu überwachen, darin lauernde Risiken, aber auch Wertstoffe aufzuspüren. Darauf zielt das internationale Projekt „Mosmin“ („Multiscale Observation Services for Mining-related Deposits“). Koordiniert vom „Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie“ (HIF) will ein Dutzend Institute und Montan-Unternehmen gemeinsam Wege finden, um Bergbau künftig effizienter und umweltfreundlicher zu machen.

Auch der Teddybär will mit VR-Brillen und Headsets videotelefonieren. Foto (freigestellt): Heiko Weckbrodt

Erfurt bekommt eine Bundes-Transferagentur

Agentur soll Überführung technologischer und sozialer Innovationen in Praxis erleichtern Berlin/Erfurt, 21. Dezember 2023. Um technologische und soziale Innovationen künftig schneller in die wirtschaftliche und gesellschaftliche Praxis zu überführen, will Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) in Erfurt eine „Deutsche Agentur für Transfer und Innovation“ (Dati) einrichten. Diese Standort-Entscheidung hat die Ministerin heute bekannt gegeben.

Ein Experiment zu passiven Gehirn-Computer-Schnittstellen/Passive BCIs. Auf der Kopfhaut aufliegende Elektroden zeichnen die Gehirnaktivität auf und übersetzen diese in Echtzeit in Veränderungen, die auf dem Computerbildschirm sichtbar sind. Foto: Gedachtegoed via Cyberagentur

30 Millionen Euro für gedankengesteuerte Maschinen

Cyberagentur schießt für Cottbuser Zander-Projekt rekordverdächtige 30 Millionen Euro zu Cottbus/Halle, 15. Dezember 2023. Die Bundes-Cyberagentur gibt „Zander Laboratories“ über 30 Millionen Euro, damit die Cottbuser Neurotech-Firma damit die hirngesteuerte Interaktion zwischen Mensch, Maschine und „Künstlicher Intelligenz“ (KI) revolutioniert. Das hat die „Agentur für Innovation in der Cybersicherheit“ aus Halle mitgeteilt. Es handele sich dabei um die bisher „größte Forschungsfinanzierung in Europa“, die die Agentur bisher bewilligt hat.

Kavitationsblasen in der Hykapro-Anlage. Wenn sie platzen, erzeugen sie extreme Bedingungen im Abwasser, die dabei helfen, Mikroschadstoffe zu zerschlagen. Foto (bearbeitet): Jan Schäfer für das HZDR

Helmholtz Dresden will Industrie-Abwasser mit platzende Blasen säubern

Forscher gehen mit „Hykapro“-Technik langlebigen Mikroschadstoffen an den Kragen Dresden, 13. Dezember 2023. Mit platzenden Blasen wollen Dresdner Helmholtz-Forscher industrielle und landwirtschaftliche Abwässer von Mikroschadstoffen reinigen. Im Labor funktioniert diese „hydrodynamische Kavitation“ (Hykapro) bereits recht. Nun möchten sie daraus gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft ein praxisreifes Verfahren für Kläranlagen machen. Laut Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) startet das Projekt im Januar 2024 und ist auf anderthalb Jahre ausgelegt.

Verlauf einer Tuberkulose-Infektion mit und ohne Behandlung mit dem "PPAP53"-Wirkstoff. Grafik: TUD

Dresdner Chemiker setzen auf Naturstoffe für Kampf gegen Tuberkulose und Depressionen

Neue Wirkstoff-Klasse „PPAP53“ abgeleitet Dresden, 12. Dezember 2023. Für den Kampf gegen Tuberkulose, Depressionen und andere Krankheiten haben Chemiker um Prof. Bernd Plietker von der TU Dresden eine neue Wirkstoff-Klasse aus Naturstoffen entwickelt. Aus den sogenannten „Polyprenylierten polyzyklischen Acylphloroglucinolen“ (PPAP) leiteten sie den Wirkstoff „PPAP53“ ab, der neue Therapie-Erfolge verspricht. Das hat die Technische Universität Dresden (TUD) mitgeteilt.

Modell eines hybridelektrischen Flugzeugs. Visualisierung: Rolls-Royce Deutschland

Hybridflugzeug-Industrie in Lausitz geplant

Brandenburger und sächsische Forscher etablieren mit Rolls-Royce den Nukleus in Cottbus Cottbus/Chemnitz/Dresden, 9. Dezember 2023. Heutigen Akkus fehlt auf absehbare Zeit die nötige Energiedichte, um größere Flieger auf längeren Strecken in der Luft zu halten. Daher führt der Weg zum abgasfreien Fliegen wohl über Hybridflugzeuge – davon sind viele Luftfahrt-Ingenieure überzeugt. Innovative Fertigungsverfahren und Kernkomponenten für derartige Flugzeuge mit Elektroantrieb und Gasturbinen als Energielieferanten will Rolls-Royce nun gemeinsam mit Forschern aus Sachsen, Brandenburg, West- und Süddeutschland in einer neuen Betriebsstätte in Cottbus entwickeln. Das geht aus einer Mitteilung des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) aus Chemnitz hervor, das gemeinsam mit dem britischen Flugzeugbauer die Federführung übernommen hat.

Die Eiscreme-Sandwiches stehen symbolisch für das Prinzip gestapelter und in sich verdrehter Supraleit-Kristallschichten: Die Sauerstoffatome, die dem Material Supraleitfähigkeit verleihen, sind in die Struktur eingefroren wie Schokoladenstücke in der Eiscreme. Doch schmilzt das Eis, bleibt nur strukturloser Matsch zurück - die Supraleitung bricht zusammen. Fotos: IFW Dresden

Verdrehtes Sandwich spart Strom

Für bessere Quantencomputern setzen Forscher aus Dresden und Harvard auf verdreht gestapelte Supraleit-Kristalle Dresden, 8. Dezember 2023. Auf dem Weg zu zielgerichtet designten Supraleitern, die auch jenseits extrem tiefer Temperaturen Strom noch verlustfrei leiten, sind Teams vom „Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung“ (IFW) in Dresden und von der Harvard University ein Stück vorangekommen: Sie haben dünne Kristalle aus Kupfer, Sauerstoff, Wismut und weiteren Elementen so in sich verdreht und gestapelt, dass diese Supraleitung auch bei höheren Temperaturen erhalten geblieben ist – wenngleich noch weit unter Raumtemperatur. Das geht aus einer IFW-Mitteilung hervor.