Aktualitäten 2020

Im Zentrum des von der TU Graz geleiteten Projekts SABATLE stehen die Nachhaltigkeit und Sicherheit von Redox-Flow-Technologien, die für die Stabilisierung des Stromnetzes von immanenter Bedeutung sind. Durch die steigende Nutzung von Batterietechnologien - sowohl am Mobilitätssektor als auch im stationären Bereich - rücken die Themen Betriebssicherheit und Batterie recycling immer stärker in den Fokus der Batterieforschung.

Warum emittieren bestimmte Materialien Elektronen mit einer ganz bestimmten Energie? An der TU Wien wurde das nun nach langer Zeit endlich geklärt. Elektronen verlassen ein bestimmtes Material, fliegen davon und werden gemessen - das ist in der Physik etwas ganz Alltägliches. Manche Materialien emittieren Elektronen, wenn man sie mit Licht bestrahlt, dann spricht man von ,,Photoelektronen".

Ein von der Österreichischen Bautechnik Vereinigung (ÖBV), TU Graz und OTH Regensburg gemeinsam initiiertes Projekt liefert ein systematischeres Verständnis von Spritzbeton-Anwendungen und bildet die Basis für neue, noch dauerhaftere Betonmischungen und damit für langlebigere Tunnel. Die Lebensdauer von Tunnelbauwerken ist heute auf mindestens einhundert Jahre ausgelegt - beim Brenner-Basistunnel sind es gar 200 Jahre.

Im Fokus des neuen CD-Labors steht die Reduktion der Grenzflächenwiderstände innerhalb der Festkörperbatterie. So soll dieser besonders sichere Energiespeicher fit werden für E-Fahrzeuge und andere Hochenergieanwendungen. Intensiv wurde in den vergangenen Jahren an Festkörperelektrolyten geforscht und Materialien entwickelt, die eine ähnlich hohe Ionen-Leitfähigkeit besitzen wie Flüssigelektrolyte.

Über Iridiumoxid muss man völlig anders nachdenken als bisher - zu diesem Ergebnis kam nun sowohl ein menschliches Forschungsteam als auch ein Machine Learning Algorithmus. Bilder Das Team an der TU Wien Mit Sicherheitsabstand im Labor: Nikolaus Resch, Gareth Parkinson, Michele Riva, Ulrike Diebold und Florian Kraushofer (von links) Mit Sicherheitsabstand im Labor: Nikolaus Resch, Gareth Parkinson, Michele Riva, Ulrike Diebold und Florian Kraushofer (von links) 1/2 Bilder Ein Blick aufs Experiment In dieser Vakuumkammer werden die Messungen durchgeführt.

Ähnlich wie Batterien eignen sich Superkondensatoren für die wiederholte Speicherung elektrischer Energie. TU Graz-Forschende präsentieren in Nature Communications eine besonders sichere und nachhaltige Variante eines solchen Superkondensators. Weiteres Bildmaterial zum Download am Ende der Meldung Begrenzte Sicherheit, Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit sind neben beschränkt verfügbarer Ausgangsmaterialien (z.

Auf sehr ungewöhnliche Weise sind elektrische und magnetische Eigenschaften eines bestimmten Kristalls miteinander verbunden - an der TU Wien wurde das Phänomen entdeckt und erklärt. Elektrizität und Magnetismus hängen eng miteinander zusammen: Stromleitungen erzeugen ein Magnetfeld, rotierende Magnete in einem Generator erzeugen Strom.

Biologische Herstellung unter Nutzung landwirtschaftlicher Abfallprodukte Leder findet als langlebiges und vielseitig einsetzbares Material in vielen Bereichen unseres Alltags Verwendung, z.B. in der Möbelund Kleidungsindustrie. Als eine ethischund umweltgerechtere Alternative gelten aus Pilzen gewonnene Lederersatzmaterialien.

Forschungsgruppe gelingt Einblick in die Entstehung der Recycling-Zentren der Zelle Die Autophagie, vom Griechischen für "Selbst-Essen", ist ein essentieller Prozess, um Zellbestandteile zu isolieren und zu recyclen, wenn die Zelle unter Stress steht oder Nährstoffe limitiert sind. Bei der Autophagie werden schadhafte Proteine oder Organellen in einer Doppelmembran, dem Autophagosom, eingekapselt und später abgebaut.

Warum liefern unterschiedliche Messungen von Materialeigenschaften manchmal unterschiedliche Ergebnisse? Ein Forschungsteam geleitet von der TU Wien fand nun eine wichtige Antwort. Ein Kolibri, der 50mal pro Sekunde mit den Flügeln schlägt, ist schwer zu fotografieren. Die Belichtungszeit muss deutlich kürzer sein als die charakteristische Zeitskala des Flügelschlags, sonst sieht man nur verschwommene Farbflecken.

Simulationen an der TU Graz widerlegen frühere Theorien zur langreichweitigen Ladungsübertragung zwischen organischen und anorganischen Materialien. Oliver Hofmann und seine Arbeitsgruppe am Institut für Festkörperphysik der TU Graz beschäftigen sich mit der Optimierung moderner Elektronik. Eine Schlüsselrolle in ihrer Forschung spielen Grenzflächeneigenschaften von Hybridmaterialien, die aus organischen und anorganischen Komponenten bestehen und beispielsweise bei OLED - Displays oder organischen Solarzellen zum Einsatz kommen.

Simulationen an der TU Graz widerlegen frühere Theorien zur langreichweitigen Ladungsübertragung zwischen organischen und anorganischen Materialien. Oliver Hofmann und seine Arbeitsgruppe am Institut für Festkörperphysik der TU Graz beschäftigen sich mit der Optimierung moderner Elektronik. Eine Schlüsselrolle in ihrer Forschung spielen Grenzflächeneigenschaften von Hybridmaterialien, die aus organischen und anorganischen Komponenten bestehen und beispielsweise bei OLED - Displays oder organischen Solarzellen zum Einsatz kommen.

Wie kann man eine atomare Materialschicht perforieren und die darunterliegende unversehrt lassen? An der TU Wien entwickelte man eine Technik zur Bearbeitung von Oberflächen auf atomarer Skala. Niemand kann eine Pistolenkugel so durch eine Banane schießen, dass die Schale durchlöchert wird, die Banane aber heil bleibt.

Sogenannte Core-Shell-Cluster ebnen den Weg für neue effiziente Nanomaterialien, die Katalysatoren, Magnetund Lasersensoren oder Messgeräte zum Aufspüren von elektromagnetischer Strahlung effizienter machen. Weiteres Bildmaterial zum Download findet sich am Ende der Meldung Ob bei innovativen Baustoffen, leistungsfähigeren Computerchips, bei Medikamenten oder im Bereich erneuerbarer Energien: Nanopartikel als kleinste Bausteine von Materialien stellen die Basis für eine ganze Reihe neuer technologischer Entwicklungen dar.

Lange Zeit hat man in der Elektronik etwas Wichtiges vernachlässigt: Wenn elektronische Bauteile immer kleiner werden sollen, braucht man dafür passende Isolator-Materialien. Immer kleiner und immer kompakter - das ist die Richtung, in die sich Computerchips getrieben von der Industrie entwickeln. Daher gelten sogenannte 2D-Materialien als große Hoffnungsträger: Sie sind so dünn wie ein Material überhaupt nur sein kann, im Extremfall bestehen sie nur aus einer einzigen Schicht von Atomen.

Um das Potential des ,,Wundermaterials" Graphen voll ausschöpfen zu können, muss man es mit anderen Materialien kombinieren. Eine neue Studie beobachtet nun, was dabei wichtig ist. Graphen besteht aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen. Außergewöhnliche elektronische, thermische, mechanische und optische Eigenschaften haben Graphen zu einem der derzeit wohl meistuntersuchten Materialien gemacht.

Für das Institut für Experimentalphysik geht es buchstäblich ins All: Die Forschenden beteiligen sich an einem Versuch an Bord der internationalen Raumstation um die Oberflächenspannung von Böhler-Stahl zu messen. ,,Wir haben da etwas Tolles für Sie." Wenn Experimentalphysiker Gernot Pottlacher mit diesen Worten ein Telefonat beginnt, dann steckt auch wirklich genau das dahinter: Etwas wirklich Tolles nämlich.

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren.

Magnetismus bietet einerseits neue Möglichkeiten, leistungsstärkere und energieeffizientere Computer zu entwickeln, andererseits ist die Realisierung des magnetischen Rechnens auf der Nanoskala eine anspruchsvolle Aufgabe. Über einen entscheidenden Fortschritt auf dem Gebiet der Berechnungen mit ultraniedrigem Leistungsbedarf mittels magnetischer Wellen berichtet ein Forscherteam aus Kaiserslautern, Jena und Wien in der Zeitschrift Nano Letters.

Revolutionäre neue Methoden für die Materialwissenschaft: Riesengroße Computersimulationen erlauben an der TU Wien erstmals einen genauen Blick auf Verschleiß und Reibung. Verschleiß und Reibung sind ganz entscheidende Themen für viele Industriebereiche: Was passiert, wenn eine Oberfläche über eine andere gleitet? Mit welchen Materialveränderungen muss man dabei rechnen? Was bedeutet das für die Haltbarkeit und Sicherheit von Maschinen? Was dabei auf atomarer Ebene passiert, lässt sich nicht direkt beobachten.