Aktualitäten 2024

Ein Forschungsteam am Institut für Materialchemie der TU Wien unter der Leitung von Dominik Eder hat einen neuen synthetischen Ansatz entwickelt, um langlebige, leitfähige und katalytisch aktive Hybridgerüstmaterialien für die (photo)elektrokatalytische Wasserspaltung herzustellen. Poröse metall-organische Gerüstkatalysatoren Die Entwicklung von Technologien für nachhaltige Energieträger, wie Wasserstoff, ist von entscheidender Bedeutung.

In bestimmten Materialien kann sich elektrische Ladung nur in ganz bestimmten Richtungen bewegen. An der TU Wien zeigte man nun: Das lässt sich durch magnetische Effekte erklären. Hochtemperatur-Supraleitung gehört zu den großen Rätseln der modernen Physik: Manche Materialien leiten elektrischen Strom völlig ohne Widerstand - allerdings nur bei sehr kalten Temperaturen.

Forschende der Technischen Universität Wien und der Universität Wien lüften nach jahrzehntelanger Suche das Geheimnis um die Oberflächenstruktur von Aluminiumoxid. Aluminiumoxid (Al2O3), auch bekannt als Korund, Saphir oder Rubin, wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt: als Isolator in elektronischen Bauteilen, als Trägermaterial für Katalysatoren oder als chemisch inerte Keramik, um nur einige Beispiele zu nennen.

Wissenschaftler der Montanuniversität Leoben haben einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis von metallischen Gläsern erzielt. Diese speziellen Legierungen, die aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Festigkeit und Elastizität als vielversprechende Werkstoffe gelten, hatten bisher eine entscheidende Schwäche: die plötzliche Ausbreitung sogenannter Scherbänder, die zum Versagen des Materials führen können.

Wissenschaftler der Montanuniversität Leoben haben einen bedeutenden Fortschritt im Verständnis von metallischen Gläsern erzielt. Diese speziellen Legierungen, die aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Festigkeit und Elastizität als vielversprechende Werkstoffe gelten, hatten bisher eine entscheidende Schwäche: die plötzliche Ausbreitung sogenannter Scherbänder, die zum Versagen des Materials führen können.

Akkus unterbieten ihre theoretische Kapazität in der Praxis zum Teil deutlich. In einer Lithium-Eisenphosphat-Kathode konnten Forschende der TU Graz nun genau beobachten, wo der Kapazitätsverlust auftritt. Lithium-Eisenphosphat zählt zu den wichtigsten Materialien für Batterien von E-Autos, stationären Stromspeichern oder Werkzeugen.

Ein internationales Forschungsteam mit PLUS-Beteiligung hat mit Hilfe der Röntgen-Nanotomographie entdeckt, wie winzige, selbstorganisierte Strukturen zusammenarbeiten. Diese Nanoimaging-Technik könnte helfen, Materialien für Lichtund Elektronikanwendungen herzustellen, die über lange Distanzen gleichmäßig und verbessert strukturiert sind.

Aufgrund der komplexen Strukturen der als MOFs bekannten mikroporösen Kristalle waren zuverlässige Simulationen ihrer Eigenschaften bislang schwierig. Die Lösung dafür liefert Machine Learning. Wasserstoffspeicherung, Wärmeleitung, Gasspeicherung, CO2 - und Wasserabscheidung - metallorganische Gerüstverbindungen ( Metal-Organic Frameworks oder kurz MOFs) haben außergewöhnliche Eigenschaften aufgrund ihrer einzigartigen Struktur in Form von mikroporösen Kristallen, die trotz ihrer geringen Größe eine sehr große Oberfläche aufweisen.

Mit langsamen Elektronen arbeitet man in der Krebstherapie genauso wie in der Mikroelektronik. Wie sie sich in Festkörpern verhalten, ist schwer zu beobachten. An der TU Wien gelingt das nun durch einen Trick. Elektronen können sich ganz unterschiedlich verhalten, je nachdem wie viel Energie sie haben.

Besseres Verständnis dieses natürlichen Entstehungsprozesses bietet Potenzial für technische Entwicklungen Eine neue interdisziplinäre Studie der Gruppe um den Molekularbiologen Florian Raible von den Max Perutz Labs an der Universität Wien gibt spannende Einblicke in die Borsten des Meeresringelwurms Platynereis dumerilii.

Ein Team von Werkstoffwissenschaftler der Montanuniversität Leoben beschäftigt sich damit, mit Hilfe der Additiven Fertigung medizinische Implantate zu verbessern. Ihre Forschungsarbeit wurde kürzlich in der Fachzeitschrift ,,Advanced Functional Materials" veröffentlicht. Dipl.-Ing. Sepide Hadibeik, Dr. Florian Spieckermann und Jürgen Eckert vom Department Werkstoffwissenschaft der Montanuniversität Leoben haben, in Kooperation mit dem Swiss Advanced Manufacturing Center in Biel, erstmals ein fortschrittliches Verfahren für die additive Fertigung von metallischen Gläsern angewendet.

Farbstoffe, wie sie zum Beispiel in der Textilindustrie verwendet werden, sind ein großes Umweltproblem. An der TU Wien entwickelte man nun effiziente Filter dafür - mit Hilfe von Zellulose-Abfällen. Abfall zu verwenden, um Wasser zu reinigen - das klingt vielleicht widersinnig. Doch an der TU Wien ist nun genau das gelungen: Eine spezielle Nanostruktur wurde entwickelt, die eine weitverbreitete Klasse gesundheitsschädlicher Farbstoffe aus dem Wasser filtern kann.

Erster Vertreter einer sogenannten "bosonischen Kitaev-Kette" mit Potenzial, Sensortechnologien und Informationsverarbeitung zu verbessern In einem internationalen Forschungsvorhaben haben Wissenschafter*innen ein neuartiges Metamaterial entwickelt, durch das sich Schallwellen auf völlig neue Art und Weise ausbreiten können.

Anhand eines einzigen elektronenmikroskopischen Bildes können Forschende der TU Graz die Art und genaue Position von Fremdatomen in Hightech-Werkstoffen bestimmen. Auch dem Rätsel um die blaue Farbe des Aquamarins kommen sie so auf die Spur. Neben ihren Hauptbestandteilen hängen die Eigenschaften kristalliner und nanoporöser Materialien oft entscheidend von Fremdatomen ab, die in den winzigen Poren ihrer Gitterstruktur eingelagert sind.

Elektronische Schaltungen, die je nach Wunsch ganz unterschiedliche Aufgaben erfüllen: Ein Durchbruch an der TU Wien ermöglicht mehr Funktionalität auf weniger Chipfläche. Jede noch so komplizierte Datenverarbeitung am Computer lässt sich in kleine, simple logische Schritte zerlegen: Man kann einzelne Bits miteinander addieren, man kann logische Zustände umkehren, man kann Verknüpfungen wie ,,UND" bzw. ,,ODER" verwenden.

Einseitig bedrucktes Papier beginnt mit einigen Tagen Verzögerung, sich aufzurollen. Forschende der TU Graz haben entdeckt, dass dies an Lösungsmitteln in der Tinte liegt, die mit der Zeit in Richtung der unbedruckten Seite des Papiers wandern. Obwohl die Menschheit Papier seit mindestens 2000 Jahren nutzt, gibt es uns noch immer das eine oder andere Rätsel auf.

Das Material verzögert die Bildung von Eiskristallen und verringert die Adhäsion von Eisschichten. Dank einer innovativen Fertigungsmethode ist die Beschichtung sehr robust und haftet auf zahlreichen Oberflächen. Eisabweisende Beschichtungen gibt es schon länger, bislang sind sie aber sehr empfindlich und lösen sich recht schnell von den zu schützenden Oberflächen.

Keramiken sind aufgrund ihres Materialaufbaus sehr spröde und brechen bei starken mechanischen Belastungen. Ein Team von Materialwissenschaftler*innen des Erich-Schmid- Institutes hat nun herausgefunden, dass Leerstellen in der atomaren Struktur die Festigkeit steigern. Diese Forschung schlägt einen neuen Weg vor, um den Kompromiss zwischen Festigkeit und Zähigkeit bei Materialien zu Überwinden.

Ein neuer Ansatz zur Herstellung von künstlichem Gewebe wurde an der TU Wien entwickelt: Man arbeitet mit Zellen in Mikrostrukturen aus dem 3D-Drucker. Kann man Gewebe im Labor nach einem vorgegebenen Plan wachsen lassen, zum Beispiel um verletzten Knorpel zu ersetzen? An der TU Wien gelang nun ein wichtiger Schritt in Richtung Ersatzgewebe aus dem Labor - und zwar mit einer Technik, die sich von anderen Methoden, die Überall sonst auf der Welt verwendet werden, deutlich unterscheidet.

Magnetische Wirbel in Nanofilmen eröffnen neue Perspektiven in der Skyrmionen-Forschung Forscher*innen der Universität Augsburg und der Universität Wien haben in magnetischen Co/Ni-Mehrschichtfilmen bei Raumtemperatur nebeneinander existierende magnetische Skyrmionen und Antiskyrmionen beliebiger topologischer Ladung entdeckt.