Liebe Mitglieder und Besucher, wir wünschen Euch eine besinnliche Adventszeit. Bleibt GESUND!
Euer Forenteam

Posts by kaninchen

    Hallo,


    für das Passwort müssen 3 von 4 verschiedenen Zeichengruppen verwendet werden. Große Buchstaben, kleine Buchstaben, Zahlen und Sonderzeichen.

    Hallo,


    die Idee finde ich auch gut, aber wir dürfen nicht einfach was mit Copy & Paste übernehmen. Da würden wir gegen das Urheberrecht verstoßen.


    Im Wiki so etwas anzulegen ist recht einfach, wenn man sich mit Mediawiki auskennt. Einen Bereich dort einzupflegen ist auch kein Hexenwerk.


    Da müssten sich aber schon ein paar Mitglieder drum kümmern. Vor allem muss das alles selbst erstellt werden. Also Texte müssen umformuliert werden.


    Die andere Alternative ist, sich mit dem Urheber in Verbindung zu setzen, um die Erlaubnis zu bekommen, seine Texte und Bilder in unserem Forum veröffentlichen zu dürfen. Diese Erlaubnis muss schriftlich vorliegen (Mail reicht da schon).


    Wer im Wiki mitmachen möchte, kann mich gerne anschreiben.

    Hallo,


    der Benutzername teifi* ist in der Datenbank nicht vorhanden.


    Wie lautet denn der alte Benutzername?


    Bei der Zusammenlegung wurden Benutzer mit 0 Beiträgen und einer Abwesendheit von länger als 2 Jahren aus der Datenbank entfernt.

    quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Neues Akku-Konzept vereint Vorteile von Batterie und Kondensator - Sauerstoff-Leerstellen in Molybdäntrioxid verlängern Lebensdauer


    Selbst an Schnellladesäulen müssen Fahrer von Elektroautos noch eine gute halbe Stunde warten, bevor die Akkus wieder ausreichend aufgeladen sind. Sehr viel schneller könnten künftig Stromspeicher gefüllt werden, die aus sogenannten pseudokapazitativen Materialien bestehen. Mit Molybdäntrioxid optimierten Wissenschaftler nun einen solchen Werkstoff, um dessen Speicherkapazität zu erhöhen und die Lebensdauer deutlich zu verlängern. Ihre grundlegenden Arbeiten für einen schnellen und effizienten Stromspeicher präsentieren sie in der Fachzeitschrift „Nature Materials“.


    „Wir wollten die große Energiedichte von Batterien mit den kurzen Ladezeiten von Kondensatoren in einem Stromspeicher vereinen“, sagt Bruce Dunn von der University of California in Los Angeles. Zusammen mit seinen Kollegen griff Dunn zu dem Material Molybdäntrioxid, das als Elektrodenwerkstoff eine Energiedichte ermöglicht, die mit konventionellen Lithiumionenakkus vergleichbar ist. Zudem könnten Stromspeicher aus diesem Material binnen weniger Minuten aufgeladen werden. Der Grund für dieses schnelle Laden liegt in der sogenannten Pseudokapazität, bei der sich Ionen als Ladungsträger über schwache Van-der-Waals-Bindungen an die Elektroden anlagern.


    Beim Aufladen des Pseudokapazitätsspeichers veränderte sich bisher allerdings der Aufbau der Molybdäntrioxidkristalle, was nur wenige Ladezyklen erlaubte. Genau dieses Problem lösten die Forscher nun mit einer Optimierung des Materials. In einer Mikrowelle auf 180 Grad Celsius aufgeheizt, entstanden Molybdänoxidkristalle, denen ein Sauerstoffatom in der Kristallstruktur fehlte. Diese Leerstelle erhöhte die elektrische Leitfähigkeit und bot über schwache Bindungen angedockten Lithiumionen zusätzlichen Platz. Erste Versuche zeigten, dass der unerwünschte Phasenwechsel der Kristallstruktur vermieden werden konnte. Auch nach fünfzig Ladezyklen büßte der Prototyp nur fünf Prozent seiner Speicherkapazität ein. Bisher verloren solche Stromspeicher nach nur wenigen Ladezyklen bis zur Hälfte ihrer Speicherkapazität.


    Mit diesem Resultat konnten Dunn und Kollegen zeigen, dass der Effekt der Pseudokapazität für den Bau von leistungsfähigen und extrem schnell aufladbaren Stromspeichern prinzipiell geeignet ist. In weiteren Versuchen ließen sich neben Molybdäntrioxid auch weitere Metalloxidkristalle mit fehlenden Sauerstoffatomen auf ihre stromspeichernden Eigenschaften untersuchen. So bietet die Pseudokapazität einen verlockenden Ansatz für neuartige Schnellladeakkus. Vor einer Serienproduktion müsste jedoch die Zahl der Ladezyklen ohne großen Verlust an Speicherkapazität mindestens auf tausend gesteigert werden.

    quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Weiterer Fund der exotischen Materie in einem Meteoriten liefert neue Hinweise


    Der Aufbau von natürlich vorkommenden Kristallen gehorcht strengen Gesetzen. Egal ob Kochsalz oder Eisen, grundsätzlich bilden sie periodisch aufgebaute Strukturen, die sich in vier Symmetrieklassen ordnen lassen. Doch Quasikristalle, 1982 erstmals im Labor erzeugt, brechen mit diesen Regeln. Sie zeigen eine ungewöhnliche fünfzählige Symmetrie. Auch die Natur beherrscht das Kunststück, Quasikristalle zu bilden. So berichten nun italienische und amerikanische Physiker in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ über die dritte Variante eines Quasikristalls, den sie in einem Meteoriten-Fund in den Koryak-Bergen auf der Kamtschatka-Halbinsel identifizieren konnten.


    „Die Struktur unserer Probe zeigt die fünfzählige Symmetrie eines Ikosaeders, vergleichbar mit dem Aufbau eines Fußballs“, sagt Paul J. Steinhardt von der Princeton University. Gemeinsam mit Luca Bindi von der Università di Firenze und weiteren Kollegen entdeckte er den neuen Quasikristall in dem Khatyrka-Meteoriten. Dabei handelt es sich wie bei dem ersten vor fünf Jahren entdeckten Quasikristall-Varianten um eine Legierung aus den Metallen Aluminium, Kupfer und Eisen. Die Varianten unterscheiden sich allerdings im Verhältnis der pro Kristalleinheit enthaltenen Metallatome.


    Die Ikosaeder-Struktur identifizierten die Forscher mit mehreren Methoden. Neben Aufnahmen mit einem Rasterelektronenmikroskop nutzten sie Elektronen, die je nach Aufbau der Probe etwas anders gestreut wurden. Entstanden sind die Quasikristalle nach Annahme der Forscher allerdings nicht auf Erde. Steinhardt und Kollegen vermuten, dass bei einer Kollision von Meteoriten im Weltraum für kurze Zeit ein enormer Druck von bis zu fünf Gigapascal bei etwa 1200 Grad Celsius herrschte. Dabei wurde das Material wahrscheinlich kurz geschmolzen und erstarrte darauf in der Kälte des Alls schnell wieder in der ungewöhnlichen Quasikristall-Struktur.


    Quasikristalle wurden erstmals in den frühen 1980er Jahren vom israelischen Wissenschaftler Daniel Shechtman mit einer Aluminium-Mangan-Legierung synthetisiert. Anfangs umstritten, wurde Shechtman für seine Arbeiten 2011 mit dem Chemie-Nobelpreis ausgezeichnet. Heute spielen Quasikristalle mit ihrer aperiodischen Struktur nicht nur in der Grundlagenforschung eine wichtige Rolle. Auch für Materialwissenschaftler sind sie - im Labor künstlich hergestellt - wegen ihrer überraschenden physikalischen Eigenschaften interessant. So können Zusätze von Quasikristallen zu sehr festen Spezialstählen führen. An weiteren Anwendungen in Katalysatoren oder für extrem widerstandsfähige Beschichtungen wird geforscht.

    quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Eingefangen in winzige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, zeigt Wasser überraschende Phasenwechsel


    Unter normalem Luftdruck von einer Atmosphäre schmilzt Wassereis bei Null Grad und Wasser verdampft bei 100 Grad Celsius. Diese Phasenwechsel von Wasser sind unter Normalbedingungen sehr gut bekannt und erforscht. Doch eingefüllt in winzige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, offenbart Wasser ein völlig anderes Verhalten. Abhängig vom Durchmesser der Röhrchen konnten amerikanische Physiker sogar gefrorenes Wasser bei weit über 100 Grad Celsius nachweisen. Ihre Experimente, die sie in der Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ präsentieren, könnten für die Entwicklung nanoskaliger Ventile oder Membranen von großer Bedeutung sein.


    „Erstmals untersuchten wir die Phasenübergänge von Wasser innerhalb von einzelnen Nanoröhrchen aus Kohlenstoff“, sagt Kumar Varoon Agrawal vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. Zusammen mit seinen Kollegen ließ er zuerst aus einer Methanatmosphäre Nanoröhrchen mit Durchmessern zwischen einem und 1,5 Nanometer wachsen. Diese Röhrchen deponierten sie auf einer extrem sauberen Unterlage aus Silizium. Eingesetzt in ein Wasserbad konnten sich die einzelnen Röhrchen mit Wassermolekülen füllen.


    Theoretische Modelle legten bereits zuvor nahe, dass in Nanoröhrchen gefülltes Wasser schon bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt gefrieren könnte. Doch die Messergebnisse führten zu überraschend höheren Werten. So zeigten Untersuchungen mit der Raman-Spektroskopie bei Röhrchen mit 1,05 Nanometer Durchmesser, dass Eiskristalle noch bei 138 Grad Celsius existierten. Bei dickeren Röhrchen mit etwa 1,5 Nanometer Durchmesser entstand Wassereis erst bei etwas niedrigeren Temperaturen zwischen 14 und 49 Grad.


    Diese Experimente zeigten, dass das Gefrieren von Wasser stark vom Durchmesser der gefüllten Nanoröhrchen abhing. Aus den Messungen können die Forscher nun auf ein exotisches, thermodynamisches Verhalten von auf engstem Raum eingeschlossenen Wassermolekülen schließen. Verantwortlich für die hohen Gefrierpunkte sind sogenannte Einschluss-Effekte, die einen Einfluss auf den Wärmehaushalt der Wassermoleküle und damit auf deren Anordnung in mitunter geordneten Kristallen haben. Genauere Analysen dieses Verhaltens könnten bei der Entwicklung von Membranen mit nanoskaligen Poren und für winzige Ventile eine wichtige Rolle spielen.

    quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Kopplung von zwei Ytterbium-Uhren erhöht Stabilität der Zeitmessung


    Extrem genaue Atomuhren benötigen auch eine hohe Stabilität, um für anspruchsvolle Experimente werden zu können, etwa zur Überprüfung fundamentaler Konstanten. Einen neuen Rekord für diese Stabilität von Atomuhren stellten nun amerikanische Wissenschaftler auf. In der Fachzeitschrift „Nature Photonics“ präsentieren sie ihren Aufbau, in dem sie zwei optische Ytterbium-Atomuhren per Laser miteinander gekoppelt haben.


    „Wir eliminierten ein kritisches Rauschen beim Betrieb der Atomuhren“, sagt Andrew Ludlow vom National Institute of Standards and Technology NIST in Boulder. In seinem Versuchsaufbau wichen aufeinanderfolgende Zeitintervalle um maximal 6 × 10-17 Sekunden voneinander ab. Dieser neue Rekordwert wurde mit zwei miteinander gekoppelten optischen Atomuhren möglich, in denen jeweils bis zu 10 000 Ytterbiumatome in einem Gitter aus Laserstrahlen eingefangen waren. Die Stabilität von Atomuhren beschreibt, wie exakt jedes einzelne Zeitintervall mit den vorhergehenden und nachfolgenden Zeitintervallen übereinstimmt – und ist damit ein Maß für ein gleichmäßiges Ticken einer Atomuhr. Ein Zeitintervall dieser Uhren entsprach dem Übergang zwischen zwei angeregten Zuständen der Ytterbiumatome.


    Im Betrieb stimmten die Forscher die Frequenz eines Lasers genau auf die Frequenz des Übergangs zwischen den beiden Energieniveaus des Ytterbium-Atoms ab. Über die Kopplung von zwei solchen Uhren konnte dieser Laser nun abwechselnd auf beide optischen Gitter mit seinen Ensembles aus Ytterbiumatomen wirken. Dadurch standen die winzigen, aber möglichen Frequenzfluktuationen des Laserlichts ständig unter Kontrolle, mal für die erste, mal für die zweite Atomuhr. Diese ununterbrochene Nutzung des anregenden Lasers hatte den Vorteil, dass keine Frequenzfluktuation der Laserfrequenz mehr unkontrolliert ablaufen konnte. Ein darauf basierender Störeffekt auf die extrem genaue Zeitmessung trat folglich nicht mehr auf.


    Mit diesem Aufbau limitierte nun erstmals der schnelle Wechsel der Energiezustände im Ytterbium-Atom und nicht mehr die Frequenzgenauigkeit des Lasers die Stabilität der Atomuhr. Denn die kleine, aber bisher vorhandene Fehlerquelle der unkontrollierten Frequenzfluktuationen des Laserlichts fiel mit der Atomuhr-Kopplung weg. Ludlow und Kollegen halten es auf der Basis ihrer Ergebnisse für möglich, sogar tragbare optische Ytterbium-Atomuhren zu entwickeln, die in Zukunft etwa an Bord eines Satelliten eingesetzt werden könnten. Auch deutsche Physiker an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt PTB in Braunschweig entwickelten optische Ytterbium-Atomuhren. Erst Anfang des Jahres erzielten sie einen Rekordwert für die relative Messungenauigkeit, wobei sie mit einer einzelnen Ytterbium-Atomuhr einen Wert von nur 3 x 10-18 Sekunden erreichten.