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Erdbeobachtungssatelliten tasten die gesamte Oberfläche unseres Planeten mit Mikrowellen-Signalen ab und ermöglichen dadurch wichtige Erkenntnisse über den Klimawandel. An der TU Wien werden diese Daten verarbeitet. Knapp 99 Minuten braucht Sentinel-1A um die Erde zu umkreisen. Der Satellit, der im Jahr 2014 von der europäischen Weltraumorganisation ESA in den Orbit geschickt wurde, bewegt sich von Pol zu Pol um unseren Planeten.

Dass der Klimawandel in den Wasserkreislauf des Planeten eingreift, ist bekannt. Neue Analysen zeigen: Das Abflussverhalten reagiert vielerorts empfindlicher als bisher angenommen. Der Klimawandel verändert die globale Luftzirkulation, dadurch ändern sich in großen Teilen der Erde auch Niederschlag und Verdunstung.

Ein altbekanntes Mineral rückt durch Anwendungen in der Elektronik wieder ins Zentrum der Aufmerksamkeit: Die TU Wien zeigt, dass Glimmer Überraschungen bereithält. Glimmer ist auf den ersten Blick etwas ganz Gewöhnliches: Es ist ein häufiges Mineral, das etwa in Granit vorkommt, es wurde bereits unzählige Male untersucht, aus geologischer, chemischer und technischer Perspektive.

Zwei scheinbar völlig unterschiedliche Bereiche der Physik hängen auf subtile Art zusammen: Quantentheorie und Thermodynamik. Wie die Chaostheorie dazwischen vermittelt, wurde nun an der TU Wien untersucht. Ein einzelnes Teilchen hat keine Temperatur. Es hat eine bestimmte Energie oder auch eine bestimmte Geschwindigkeit - aber in eine Temperatur kann man das nicht Übersetzen.

Wie man Materialien durchschießt, ohne etwas kaputt zu machen Wenn man geladene Teilchen durch ultradünne Materialschichten schießt, entstehen manchmal spektakuläre Mikro-Explosionen, manchmal bleibt das Material fast unversehrt. Das konnte man an der TU Wien nun erklären. Es klingt ein bisschen wie ein Zaubertrick: Manche Materialien kann man mit schnellen, elektrisch geladenen Ionen durchschießen, ohne dass sie danach Löcher haben.

Wie stellt man beim Dart garantiert immer einen Weltrekord auf? Mit einer neuentwickelten Steuerungstechnik der TU Wien. Es sieht ein bisschen surreal aus, wenn man einen Pfeil auf die High-Tech-Dartscheibe der TU Wien schießt: Lautlos und rasend schnell flitzt die Scheibe der Wand entlang, gleichzeitig rotiert sie auch noch - und zwar so, dass der Pfeil die Dartscheibe exakt am gewünschten Punkt trifft.

Bei extremer Kälte können Kraftstoffe nicht mehr verwendet werden - aber wie misst man die mögliche Minimaltemperatur? An der TU Wien wurde dafür nun eine Prüfanlage entwickelt. Wenn es zu kalt wird, springt das Auto nicht mehr an. Bestimmte Bestandteile von Kraftstoffen können bei niedrigen Temperaturen ausfallen, der Kraftstoff wird trüb und lässt sich nicht mehr nutzen.

Die Feinstrukturkonstante ist eine der wichtigsten Naturkonstanten Überhaupt. An der TU Wien fand man eine bemerkenswerte neue Art, sie zu messen - nämlich als Drehwinkel. Eins durch 137 - das ist eine der wichtigsten Zahlen in der Physik. Es ist der ungefähre Wert der sogenannten Feinstrukturkonstante - einer physikalischen Größe, die in der Atomund Teilchenphysik eine herausragende Bedeutung hat.

Was entscheidet über die Haltbarkeit von Hochleistungs-Beschichtungen für Turbinen oder Werkzeuge? Überraschende Ergebnisse der TU Wien zeigen: Es ist nicht Materialermüdung. Extrem dünne Beschichtungen aus Keramik können die Eigenschaften technischer Bauteile völlig verändern. Man verwendet sie zum Beispiel, um die Widerstandskraft von Metallen gegen Hitze oder Korrosion zu erhöhen.

Winzige Härchen an unseren Zellwänden können sich gemeinsam bewegen und dadurch Flüssigkeit pumpen. Nun gelang es, eine physikalische Theorie dieser Härchenbewegungen zu entwickeln. Es sind blo㟠ganz einfache Strukturen, aber ohne sie könnten wir nicht Überleben: Unzählige kleine Härchen befinden sich an der Außenwand mancher Zellen, etwa in unserer Lunge oder auch in unserem Gehirn.

An der TU Wien gelang es, ein neuartiges Material aus Silizium und Germanium für die Chiptechnologie nutzbar zu machen. Das ermöglicht schnellere, effizientere Computer und neuartige Quantenbauelemente. Unsere heutige Chiptechnologie basiert größtenteils auf Silizium. Nur in ganz bestimmten Bauelementen wird auch eine geringe Menge an Germanium beigemischt.

Für Fusionsreaktoren wie ITER sind Plasma-Instabilitäten eine große Herausforderung. Ein Forschungsteam rund um die Kernfusionsgruppe der TU Wien fand nun eine vielversprechende Lösung. Kernfusionskraftwerke könnten unsere Energieprobleme eines Tages nachhaltig lösen - doch immer noch ist kein kommerzieller Kernfusionsreaktor in Betrieb.

Weil sie extrem stabil sind, spielen sogenannte -topologische Zustände- in der Materialforschung eine wichtige Rolle. Nun gelang es erstmals, solche Zustände gezielt einund auszuschalten. Ein Donut ist kein Frühstücksbrötchen. Es handelt sich um zwei ganz eindeutig unterscheidbare Objekte: Das eine hat ein Loch, das andere nicht.

TU Wien und FHI Berlin gelang es, eine katalytische Reaktion mit drei verschiedenen Mikroskopen unter exakt gleichen Bedingungen in Echtzeit zu verfolgen. So gewinnt man Informationen, die keine der Methoden alleine preisgibt. Man muss sehr genau hinsehen, um exakt zu verstehen, welche Prozesse an den Oberflächen von Katalysatoren ablaufen.

An der TU Wien wurde ein neues Christian Doppler Labor eröffnet. In Zusammenarbeit mit der voestalpine Stahl GmbH werden intelligente Prozessregelungen für Stahlprodukte entwickelt. Die Stahlindustrie ist längst zu einer High-Tech-Branche geworden. Erst moderne digitale Steuerungsund Regelungstechnik erlaubt es, gleichzeitig höchste Qualität zu produzieren, die Effizienz zu optimieren und den Energiebedarf zu minimieren.

Eine neues Designprinzip kann nun die Eigenschaften von bisher kaum erforschbaren Quantenmaterialien vorhersagen: So wurde erstmals mit dem Computer ein hochkorreliertes topologisches Halbmetall entdeckt. Wie findet man neuartige Materialien mit ganz bestimmten Eigenschaften - zum Beispiel einem speziellen Zusammenspiel von Elektronen, wie man es für Quantencomputer benötigt?

Ein scheinbar paradoxer Effekt: Reibung richtet normalerweise bei höheren Geschwindigkeiten mehr Schaden an. Aber bei sehr hohen Geschwindigkeiten kehrt sich das um. Wenn zwei Metalloberflächen gegeneinander gleiten, kommt es zu einer Vielzahl komplizierter Phänomene, die zu Reibung und Verschleiß führen: Kleine kristalline Bereiche, aus denen Metalle typischerweise aufgebaut sind, können verformt, verdreht oder zerbrochen werden, oder auch miteinander verschmelzen.

Aus CO2 und Methan kann man wertvolle Synthesegase herstellen - mit Katalysatoren, die bisher allerdings rasch an Wirkung verloren.

Ein nur fingernagelgroßer Chip ersetzt sperriges Labor-Equipment. An der TU Wien wurde ein Infrarot-Sensor entwickelt, der in Sekundenbruchteilen Inhaltsstoffe von Flüssigkeiten detektiert. Was machen die Moleküle gerade im Reagenzglas? In der chemischen Technologie ist es oft wichtig, exakt zu messen, wie sich die Konzentration bestimmter Substanzen verändert - oft auf einer Zeitskala von Sekunden.

Die (R)evolution sozio-technischer Hybride: Expert_innen diskutierten mit dem Publikum Lösungsansätze humanistischer Technologieentwicklung. Im Rahmen der TEC Days organisierte das Center for Technology & Society (CTS) die TU Austria Content Session beim Europäischen Forum Alpbach. Es ging darum, die zunehmende Verschmelzung von Mensch und Technologien kritisch aus unterschiedlichen Perspektiven zu beleuchten, Lösungsansätze zu diskutieren und Strategien für die Gestaltung der unumgänglichen (R)evolution der sozio-technischen Hybride zu erarbeiten.