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Produkte, Forschung und Innovationen NEWS
Menschliche Haut wird zum Generator PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Freitag, den 26. Februar 2021 um 16:53 Uhr

Menschliche Haut wird zum Generator

Ring oder Armband versorgt Elektronik mit Strom - Breite Anwendungspalette denkbar

Thermoelektrischer Generator als tragbarer Fingerring (Foto: Xiao Lab)

Thermoelektrischer Generator als tragbarer Fingerring (Foto: Xiao Lab)

Boulder (pte/12.02.2021/06:05) Der menschliche Körper wird dank Ingenieuren der University of Colorado http://colorado.edu zum Generator, der kleine elektronische Geräte mit Strom versorgt. Die Technik basiert auf dem Prinzip der Thermoelektrik. Bestimmte Werkstoffkombinationen erzeugen elektrischen Strom, sobald auf deren Oberflächen unterschiedliche Temperaturen herrschen.

Kleiner Ersatz f√ľr Batterien

Forschungsleiter Jianliang Xiao macht sich W√§rmeunterschiede zwischen der Haut und der Umwelt zunutze. Das funktioniert am besten bei k√ľhlerem Wetter und einem durch sportliche Aktivit√§ten erw√§rmten menschlichen K√∂rper. Das Element erzielt eine Leerlaufspannung von ein bis f√ľnf Volt pro Quadratzentimeter, je nach Temperaturdifferenz. Der erzeugte Strom reicht laut Xiao aus, um etwa Armbanduhren oder Fitnesstracker zu versorgen. Da nicht alle Batterien recycelt werden, besteht dem Fachmann nach ein Problem f√ľr die Umwelt und auch Ressourcenverschwendung lie√üe sich vermeiden.

Xiaos Generator ist eigenen Angaben nach langlebig und l√§sst sich, wenn er denn doch einmal den Geist aufgibt, leicht recyceln. Basis ist ein flexibles Pl√§ttchen aus einem Kunststoff namens Polyimin. In diesen stecken Xiao und sein Team mehrere d√ľnne thermoelektrische Generatoren so, dass sie Kontakt zur Haut des sp√§teren Nutzers haben. Diese sind durch hauchd√ľnne Dr√§hte miteinander verbunden, sodass jeder seinen Teil zur Gesamtleistung beitragen kann. "Dieses Design macht das System √§u√üerst dehnbar, sodass es sowohl als Ring als auch als Armband getragen werden kann", so Xiao. Der Kunststoff sch√ľtze die Generatoren zudem vor Besch√§digung.

Strom f√ľrs Internet der Dinge

Wenn die Leistung eines Ger√§ts nicht ausreicht, k√∂nnen mehrere nebeneinander angelegt werden. Laut den Forschern erreicht die Leerlaufspannung f√ľnf Volt, wenn der Tr√§ger einen flotten Spaziergang macht. Eine weitere Einsatzm√∂glichkeit ist das Internet der Dinge. Es basiert darauf, dass zahlreiche Sensoren Daten erfassen, die etwa zur Steuerung des intelligenten Hauses oder von Produktionsst√§tten ben√∂tigt werden. Maschinen etwa erzeugen meist W√§rme, die sich mithilfe der thermoelektrischen Generatoren zur Stromerzeugung nutzen l√§sst.

Video: https://youtu.be/hexScHvEFwQ

(Ende)
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Beton heilt Risse k√ľnftig komplett selbst PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Freitag, den 19. Februar 2021 um 19:19 Uhr


Beton heilt Risse k√ľnftig komplett selbst

Bakterien der Art Bacillus cohnii f√ľllen Besch√§digungen mit Calciumkarbonat von alleine auf

K√ľnstliche Rissbildung in einem Betonblock zu Testzwecken (Foto: dvfu.ru/en)

K√ľnstliche Rissbildung in einem Betonblock zu Testzwecken (Foto: dvfu.ru/en)

Wladiwostok (pte/19.02.2021/06:15) Ingenieure des Polytechnischen Instituts der Far Eastern Federal University (FEFU) http://dvfu.ru/en haben einen selbstheilenden Beton entwickelt, der Risse mit einer Breite von 0,2 bis 0,6 Millimeter binnen 28 Tagen schlie√üt. Die Reparaturarbeit leisten Bakterien (Bacillus cohnii). Die Forscher reichern das Wasser, dem Sand, Kies und Zement zugef√ľgt wird, mit diesen Bakterien an.

Gut f√ľr Erdbeben-Regionen

Die Mikroorganismen √ľberleben viele Jahre in den Poren des Betons. Wenn sie aufgrund von Rissen mit dem Sauerstoff der Luft und Feuchtigkeit in Ber√ľhrung kommen, beginnt ihr Stoffwechsel wieder zu arbeiten. Sie atmen Kohlendioxid aus der Luft ein und scheiden Calciumkarbonat aus, das kristallisiert und die Risse schlie√üt. Nach getaner Arbeit halten sie wieder Winterschlaf.

Die Bakterien k√∂nnen dank ihrer Regenerierungsf√§higkeit die Lebenszeit eines Bauwerks aus Beton √ľberleben und es in dieser Zeit rissfrei halten. Das ist besonders wichtig f√ľr erdbebengef√§hrdete Regionen. Schon leichtere Erdbewegungen k√∂nnen zu Rissen in Betongeb√§uden f√ľhren, die sich meist weiter ausbreiten. Eindringendes Wasser l√§sst den Stahl im Inneren rosten, sodass er sich mit der Zeit aufl√∂st und das Bauwerk einzust√ľrzen droht. In Regionen mit zeitweise starkem Frost ist die Gefahr besonders gro√ü.

Reparaturen k√ľnftig vermeiden

"Die Nachfrage nach Materialien mit der F√§higkeit zur Selbstdiagnose und Selbstreparatur ist gro√ü", so die Erfahrung von Projektleiter Roman Fediuk. "Dank der im Beton arbeitenden Bakterien k√∂nnen technisch komplexe und teure Reparaturverfahren reduziert oder vermieden werden." Die Bakterien lassen sich im Labor in gro√üen Mengen kultivieren. Die N√§hrstoffe wurden so gew√§hlt, dass sich die Mikroorganismen schon zuvor an die rauen Bedingungen im ausgeh√§rteten Beton gew√∂hnen und das gew√ľnschte Produkt, Calciumkarbonat, in m√∂glichst gro√üen Mengen freisetzen, wenn die Umgebungsbedingungen es zulassen.

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Kat aus Kunststoff lässt Wasserstoff sprudeln PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Dienstag, den 16. Februar 2021 um 16:37 Uhr

Kat aus Kunststoff lässt Wasserstoff sprudeln

Wissenschaftler der schwedischen Universität Uppsala lösen viele Probleme der Photokatalyse

Unterschiedliche Katalysatoren: Der neue färbt Wasser schwarz (Foto: P-Cat)

Unterschiedliche Katalysatoren: Der neue färbt Wasser schwarz (Foto: P-Cat)

Uppsala (pte/16.02.2021/06:05) Wasserstoff l√§sst sich g√ľnstiger und umweltvertr√§glicher durch Photokatalyse herstellen, denn Forscher der Universit√§t Uppsala http://uu.se/en haben Nano-Photokatalysatoren auf Kunststoff-Basis entwickelt. Diese verteilen sich gleichm√§√üig im Wasser, sodass die begehrte Reaktion zur Herstellung von Wasserstoff im gesamten Volumen stattfindet. Dadurch verbessert sich die Ausbeute. Zudem sind die Polymerpunkte umweltneutral.

Alle Frequenzbereiche nutzbar

Der neue Katalysator von Forscher Haining Tian besteht aus drei Wirkstoffen. Jeder katalysiert einen bestimmten Frequenzbereich des Sonnenlichts, was die Ausbeute weiter erhöht. Die sogenannten Polymer-Punkte sind im Gegensatz zu bisher eingesetzten Katalysatoren, die sich oft schon nach wenigen Stunden zersetzen und unbrauchbar werden, weitaus langlebiger. Nach ungefähr 120 Stunden waren sie fast noch genauso effizient wie am Anfang.

Der √ľbliche Weg, gr√ľnen Wasserstoff zu erzeugen, ist die Elektrolyse unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Quellen - oder Kernenergie. Ein Gro√üteil des Stroms geht bei der Elektrolyse verloren. Deshalb kritisieren Puristen diese Technik. Der Wirkungsgrad bei der katalytischen Wasserspaltung ist zwar noch geringer. Doch die Sonne liefert ihre Energie gratis. Ohne Nutzung etwa zur Wasserspaltung tr√§gt sie nur dazu bei, die Erde weiter aufzuw√§rmen.

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"Fl√ľssiges" Fenster senkt Energieverbrauch PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Donnerstag, den 05. November 2020 um 00:44 Uhr

 


"Fl√ľssiges" Fenster senkt Energieverbrauch

NTU-Innovation ist deutlich kosteng√ľnstiger herzustellen als konventionelle Doppelscheiben

Das "fl√ľssige" Fenster bei verschiedenen Temperaturen (Foto: ntu.edu.sg)

Das "fl√ľssige" Fenster bei verschiedenen Temperaturen (Foto: ntu.edu.sg)

Singapur (pte/05.11.2020/11:30) Forscher der Nanyang Technological University (NTU) http://ntu.edu.sg haben ein "fl√ľssiges" Fenster entwickelt, das den Energieverbrauch im Vergleich zu herk√∂mmlich verglasten Geb√§uden um 45 Prozent senkt. Es basiert auf zwei Scheiben, zwischen denen ein Hydrogel ist, das die Sonneneinstrahlung reduziert und die gespeicherte W√§rme bei Bedarf wieder abgibt. Damit bleibt der Raum k√ľhl, wenn die Sonne scheint und wird erw√§rmt, wenn es k√§lter wird.

Beschichtung √ľberfl√ľssig

Laut den Experten ist das neue Glas billiger herzustellen als das konventionelle Pendant. Das neue Fenster aus Singapur kommt ohne Beschichtung aus und ist dennoch effektiver. Bei einer Dicke der Doppelscheibe von einem Zentimeter, ist es 30 Prozent effektiver als handels√ľbliches Isolierglas und senkt die L√§rmbelastung um 15 Prozent. Die Fl√ľssigkeit zwischen den Scheiben besteht aus Wasser, einem Hydrogel und einem Stabilisator.

NTU-Teamleiter Long Yi und zwei seiner Doktoranden haben das Fenster in Singapur und Peking getestet. An hei√üen Tagen in Singapur hielt das neue Fenster die W√§rme besser ab als ein normales Fenster. An kalten Tagen in Peking zeigte sich, dass der Energiebedarf des Innenraums um elf Prozent niedriger war, um die Wohlf√ľhltemperatur zu halten, verglichen mit einem normalen Fenster. Einziger Nachteil: Die Fensterscheibe ist nicht immer transparent.

 

Anm.der Red. - Auch in Europa gab es schon einen Anbieter der eine ähnliche Technologie entwickelt und in Afrika getestet hat,

dort war von eintr√ľben keine Rede.

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Zuletzt aktualisiert am Dienstag, den 17. November 2020 um 00:46 Uhr
 
Stärkster Quantencomputer der Welt vorgestellt mit 32 Qubits PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Samstag, den 03. Oktober 2020 um 15:40 Uhr


Stärkster Quantencomputer der Welt vorgestellt

32 Qubits lassen laut dem Hersteller IonQ ein bislang unerreichtes Quantenvolumen erwarten

IonQ-Gehäuse: Da steckt Quanten-Höchstleistung drin (Foto: ionq.com)

IonQ-Gehäuse: Da steckt Quanten-Höchstleistung drin (Foto: ionq.com)

College Park (pte/02.10.2020/10:30) Das Unternehmen IonQ http://ionq.com hat seine neueste Hardware-Generation und damit den "leistungsf√§higsten Quantencomputer der Welt" vorgestellt. Das System auf Basis der Ionenfallen-Technologie bietet laut dem Hersteller 32 Quantenbits (Qubits) mit geringen Gate-Fehlern. Das zu erwartende Quantenvolumen betr√§gt demnach √ľber vier Mio. - womit IonQ nach dieser von IBM gern genutzten Leistungsmetrik nicht nur einen neuen Meileinstein, sondern einen wahrhaftigen Quantensprung beansprucht.

Unglaublicher Leistungsanspruch

Die neueste IonQ-Hardware bietet 32 statt bisher elf Qubits, was schon auf dem ersten Blick eine deutliche Leistungssteigerung suggeriert. Wirklich spektakul√§r ist jedoch die Ansage des Herstellers, dass ein Quantenvolumen von √ľber vier Mio. zu erwarten sei. Das ist n√§mlich eine bislang vor allem von IBM genutzte Metrik, die Leistung und Fehlerraten eines Quantencomputers ber√ľcksichtigt. Sowohl IBM als auch Honeywell http://honeywell.com haben dieses Jahr Systeme vorgestellt, die laut Unternehmen ein Quantenvolumen von 64 erreichen. Sollten IonQs Angaben zum eigenen System stimmen, w√§re er den gro√üen Konkurrenten also um Gr√∂√üenordnungen voraus.

Das Unternehmen signalisiert jedenfalls gro√üe Zuversicht. "Das neue System kann Dinge tun, die kein anderer Quantencomputer zuvor erreichen konnte, und noch wichtiger, wir wissen, wie wir diese Systeme in Zukunft viel leistungsf√§higer machen", sagt IonQs Chefwissenschaftler Chris Monroe. Ihm zufolge h√§ngt das mit Erkenntnissen zur Fehlerkorrektur zusammen. "Mit unserem neuen IonQ-System erwarten wir, dass wir mehrere Qubits kodieren k√∂nnen, um Fehler zu tolerieren. Das ist auf lange Sicht der Heilige Gral f√ľr skalierbare Quantencomputer."

f√ľr die Zukunft gut aufgestellt

IonQ nutzt f√ľr seine Quantencomputer Ionenfallen-Technologie, bei der im Prinzip in elektromagnetischen Feldern gefangene Atomkerne als Qubits dienen. Die Hardware gilt als im Vergleich zu anderen Quantencomputer-Technologien eher gro√ü. IonQ hat jedoch stets daran festgehalten, dass die Technologie unter anderem bei Genauigkeit und Skalierbarkeit Vorteile biete.

Damit konnte IonQ √ľber die Jahre einige Investoren √ľberzeugen und so 84 Mio. Dollar aufstellen. Zu den Investoren z√§hlen unter anderem Samsung, Robert Bosch Capital Ventures und Amazon. Letzteres bietet seit Ende 2019 als Teil der Amazon Web Services mit Amazon Braket http://aws.amazon.com/braket f√ľr die Forschung auch Quantencomputing-as-a-Service, unter anderem auf IonQ-Hardware.

(Ende)
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Touchscreens in beliebiger Form aufspr√ľhbar PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Sonntag, den 28. Juni 2020 um 12:28 Uhr


Touchscreens in beliebiger Form aufspr√ľhbar

Innovative Methode "ProtoSpray" der University of Bristol nutzt 3D-Druck f√ľr Plastikformen

"Protospray": Displays zum "Aufspr√ľhen" m√∂glich (Foto: youtube.com, ACM SIGCHI)

"Protospray": Displays zum "Aufspr√ľhen" m√∂glich (Foto: youtube.com, ACM SIGCHI)

Bristol (pte/26.06.2020/06:10) Forscher der University of Bristol http://bristol.ac.uk haben mit "ProtoSpray" eine Methode entwickelt, um dreidimensionale Touchscreens in beliebige Formen zu "spr√ľhen". Mit einer Mischung aus 3D-Druck-Technologie und spraybarer Elektronik ist es m√∂glich, Objekte mit unterschiedlichen Designs zu erstellen, die als ein komplett interaktives Display dienen.

"Screens aus Gehäuse befreien"

"Wir haben einen Weg gefunden, Bildschirme aus ihren zweidimensionalen, viereckigen Gehäusen zu befreien. Der Prozess ist sehr zugänglich. Endnutzer können nur mit leitfähigem Plastik und Leuchtfarbe Objekte kreieren, auch wenn sie bei diesen Materialen keine Expertise haben", erklärt Entwicklungsleiter Ollie Hanton.

Das Team um Hanton hat sich bei der Entwicklung von ProtoSpray von Graffitis inspirieren lassen. Mit einem 3D-Drucker haben die Wissenschaftler verschiedene Plastik-Formen mit darin integrierten Elektroden erstellt. Auf die Oberfl√§che der Objekte haben sie eine auf Phosphor basierende Schicht gespr√ľht, die bei Elektrizit√§t aufleuchtet. Eine weitere Schicht an Elektroden auf dem Touchscreen macht es m√∂glich, diesen einzuschalten.

Komplexe Formen realisierbar

Die Oberfl√§chen k√∂nnen flach oder kurvig sein und auch komplexe Formen wie die einer M√∂biusschleife annehmen. Die Objekte k√∂nnen sogar biegsam sein. Die Entwickler empfehlen die ProtoSpray-Methode vor allem f√ľr Forscher und Designer, die neue interaktive Objekte schaffen wollen. "Displays sollen zu einem fundamentalen expressiven Medium werden, so wie es Tinte, Farbe oder Lehm heute sind", so die Vision von Hanton. Die Forscher wollen die Methode k√ľnftig erleichtern, sodass der 3D-Drucker automatisch das Display auf die Objekte aufspr√ľht.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=6j46QfW8F9c

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