Durch Triplett-Fusionsaufwärtskonversion ist es nun möglich, volumetrisch zu drucken. Verwendet man einen blauen Laser für den 3D-Druck in einem gelatineartigen Harz, härtet dieses bei Einwirkung des blauen Lichts aus. Aber eben nicht nur am gewünschten Punkt...
Forscher haben ein ionisiertes Hydrogel entwickelt, das genau über diese Fähigkeiten verfügt. Es gelang Ihnen, eine künstliche Nervenfaser zu entwickeln, die Struktur und Eigenschaft einer potentialgesteuerten Echtzeit-Signalübertragung eines myelinisierten Axons nachbilden.
Forscher aus Georgien haben eine Festkörperbatterie auf Kautschukbasis entwickelt. Sie synthetisierten ein organisches Elastomer, das die üblichen Nachteile von Flüssigelektrolyt-Batterien nicht aufweist, darüber hinaus sicherer und nachhaltiger ist.
Ein kleines, aber innovatives kanadisches Unternehmen hat einen Polymerklebstoff entwickelt, der nicht wie herkömmlich Materialien über Adsorptionskräfte miteinander verklebt, sondern die Materialien chemisch bindet.
Forscher am MIT haben einen neuartigen Photokatalysator synthetisiert, der Licht jeglicher Wellenlänge absorbieren und somit für eine Vielzahl chemischer Reaktionen genutzt werden kann. Mit ihm könnte man die Synthese von Arzneimitteln, Agrochemikalien und Kraftstoffen effizienter und weitaus umweltfreundlicher gestalten, da bei der Photokatalyse Licht anstelle irgendwelcher schädlichen Reagenzien oder Reaktionsbedingungen eingesetzt wird.
Ein altes Kettenhemd diente Forschern aus den USA als Inspiration für ein Exoskelett, das auf Druck-Überlastung mit Versteifung reagiert. Eingesetzt werden könnten solche Schutzpanzer bei Arbeitern, die schwere Lasten bewegen müssen.
Keramiken sind für die Materialforschung schwer zu verarbeiten, da sie sehr hart sind und hohe Schmelzpunkte haben. Der Natur hingegen gelingt es, unter milden Bedingungen Biokeramiken herzustellen, wie man sie z. B. von Muscheln, Skeletten und Zähnen her kennt.
Jeder kennt Opale mit ihren schillernden Farben. Forscher an der Uni Bayreuth haben jetzt versucht, die Nanostrukturen im Labor nachzubilden und einen Materialfilm aufzubauen, der bei Temperatureinwirkung seine physikalische Eigenschaft genau einer Richtung entlang ändert.
Basierend auf Graphen soll es chinesischen Wissenschaftlern, die mit dem chinesischen Autobauer GAC GROUP (Guangzhou Automobile Group) zusammenarbeiten, gelungen sein, einen Akku zu entwickeln, der in Kombination mit einem 600A-Hochleistungsladegerät in atemberaubenden 8 min eine fast entladene Batterie wieder auf 80% lädt.
Durch Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition lassen sich dünnste, gasdichte Beschichtungen auf die Innenseite von PET-Flaschen aufbringen. Diese Beschichtungen sorgen dafür, dass sich der Inhalt länger hält.
Dass jemand mal auf die Idee kommt, über 5 Metalle nachzudenken und daraus dann noch einen hochwirksamen Katalysator entwirft, der CO2 aus der Luft zu CO reduziert, um daraus Methanol gewinnen zu können – Hut ab!
Die Idee, Enzyme direkt in die Kunststoffproduktion mit einzubeziehen, ist nicht unbedingt neu. Bislang hatte man aber immer das Problem, dass Enzyme bei den hohen Polymerisationstemperaturen von weit über 100 Grad Celsius ihre Aktivität verlieren.
Wissenschaftlern des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums in Zusammenarbeit mit der Northwestern University und der University of Florida ist es gelungen, das instabile und reaktive Vorgängermaterial Borophen auf einer Silberschicht wachsen zu lassen und anschließend mit Wasserstoff im Hochvakuum zu Borophan zu hydrieren, um es vor Sauerstoffangriff zu schützen.
Bald schon könnten Lithium-Batteriehersteller für die Automobilindustrie ihre vorhandenen Produktionsstraßen auf keramische Festkörperbatterien umrüsten, um sichere, nicht brennbare Lithium-Autobatterien auf breiter Basis anzubieten. Wenn normale Flüssigelektrolyte über einen längeren Zeitraum erhitzt werden, bauen diese ab und überhitzte Batterien können in Brand geraten.
Ingenieure des MIT und des Imperial College London haben einen neuen Weg entwickelt, um widerstandsfähige, funktionale Materialien herzustellen, indem sie eine Mischung aus Bakterien und Hefe verwenden, ähnlich der "Kombucha-Mutter", die zum Fermentieren von Tee verwendet wird.
Sensoren, die mit der Energie, die man aus kleinen Temperaturunterschieden gewinnen kann, autonom betrieben werden können, sind vielversprechende Kandidaten für die steigende Nachfrage an nachhaltigen und wartungsfreien Sensoren innerhalb von IoT-Netzwerken.
Für Reifen, Dichtungen, Aktuatoren oder auch z.B. für Stoßdämpfer gibt es jedes Jahr einen sehr großen Bedarf an Elastomeren. Sie gehören mit einem Verbrauch von knapp 30 Millionen Tonnen im Jahr 2019 zu den am meisten verbrauchten Materialien im täglichen Leben.
Tetra Pak hat sich dem Graphen-Flaggschiff-Projekt der Europäischen Kommission als Vertreter der Verpackungsindustrie angeschlossen, um mögliche zukünftige Anwendungen von Graphen bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken zu erforschen.
Die Exoskelette von Insekten, die durch Knochenverdichtung gebildet werden, haben oft eine sehr große Stabilität. Forscher am Korea Advanced Institute of Science and Technology und an der Yonsei University in Korea konnten diesen sogenannten Sklerotisierungsprozess mit Phenol- und Polyamin-Molekülen nachbilden...
Sogenannte Wearables, also diese kleinen tragbaren Geräte wie Smartwatches, Fitness-Armbänder, Brustgurte etc., erfreuen sich gerade unter Sportlern größter Beliebtheit.
In diversen Projekten forschen die Fraunhofer-Institute an der Verbesserung der Ökobilanz von Baustoffen. Dabei wird die Thematik im Lebenszyklus von zwei Seiten her betrachtet. Einmal geht es um das Thema Recyclingfähigkeit und Kompostierfähigkeit bei Baustoffen, auf der anderen Seite stellt sich schon bei der Herstellung die Frage, welche Biomaterialien sich tatsächlich als Baustoffe einsetzen lassen.
Nicht unbedingt ein neues Material, aber auf jeden Fall eine advanced reaction: Forschern an der Universität Glasgow ist es gelungen, menschlichen Schweiß als Elektrolyt für die Herstellung tragbarer Superkondensatoren zu nutzen.
Ganz wesentlich für eine gute Batterieleistung ist ein optimales Zusammenspiel aus Energiedichte, Wiederaufladbarkeit und der Fähigkeit, Ladung auch ohne Verluste halten zu können. Bisherige Verbesserungen verliefen hier eher vorsichtig und inkrementell, da Hersteller zögern, etablierte Wege zu verlassen und so eine gute Batterieleistung aufs Spiel zu setzen.
Für Unterwasserklebstoffe gibt es viele Einsatzmöglichkeiten, sei es im täglichen Leben, in marinen Umgebungen, aber auch im Medizinbereich. Bislang bestand die Herausforderung vor allem darin, die Wassermoleküle von den zu verklebenden Oberflächen fernzuhalten, um so eine gute Haftung zu gewährleisten. Ein Wasserfilm verhindert nämlich einen engen chemischen Kontakt zwischen dem Klebstoff und der Oberfläche und reduziert somit die Triebkraft für den eigentlichen Klebevorgang.
Marine Schwämme sind ein sehr gutes Modell für Neuentwicklungen von 3D-Verbundwerkstoffen. Vorteil dieser Schwämme ist, sie bestehen aus erneuerbaren, nicht toxischen und biologisch abbaubaren organischen Gerüsten, sind also durch und durch nachhaltig.
Im Rahmen des grenzübergreifenden Forschungsprojekts "Bioökonomie - Grüne Chemie" untersuchen Forschungs- und Industriepartner aus den Niederlanden und Deutschland eine biologische Alternative zur Wärmedämmung von Gebäuden.
3D-Technologien wie die Stereolithografie oder extrusionsbasierte Verfahren haben die Herstellung von komplexen Gewebestrukturen revolutioniert. Dieses Bioprinting beruht auf einem additiven Schicht-auf-Schicht-3D-Druck und dem Zusammenbau sich wiederholender Baublöcke.
Materialdicken werden im Bereich der Edelmetalle immer kleiner. Dies ist aus Kosten- und Strukturgründen zwar verständlich, es war bislang bei der Synthese aber immer noch bei Dicken, bei denen man von dreidimensionalen Strukturen sprechen kann, Schluss.
Funktionale Metall-Porphyrine sind stabile und elektrisch leitfähige organische Makromoleküle, die man in der Natur schon als Grundgerüst von Hämoglobin oder Chlorophyll kennt. Diese Makrozyklen stellen planare, hochkonjugierte π-Elektronensysteme dar, die sehr effizient elektrische Ladungen transportieren können.
Aus der Optik, Daten- und Medizintechnik ist reines Quarzglas nicht wegzudenken. Es ist hoch transparent und gegenüber physikalischen, chemischen oder thermischen Reizen äußerst stabil. Will man dieses jedoch effizient bearbeiten, fehlen oft geeignete Verfahren.
Ähnlich wie die Arbeitsgruppe vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, die ein transparentes Holz entwickelt hat, das darüber hinaus auch isoliert und Wärme speichert, gibt es nun eine neue innovative Entwicklung. Forscher der University of Maryland (UMD) und der University of Colorado Boulder haben mit dem Werkstoff „Cooling Wood“ einen weiteren Fortschritt in der Holz-Nanotechnologie erzielt.
Im Gegensatz zu UV- oder Röntgenstrahlen verändert eine Terahertz-Strahlung nicht die chemische Struktur von Substanzen. Daher wird diese Technologie oft in sicherheitsrelevanten Umgebungen wie der Personenkontrolle am Flughafen, beim Aufspüren von Sprengstoffen oder Drogen eingesetzt.
Die Natur macht es uns vor: Knochen mit ihren porösen Strukturen bestehen aus sehr leichten Strukturen, sind äußerst stabil und halten Belastungen stand, die sonst nur von Stahlkonstruktionen getragen werden können.
Holz ist ein sehr vielseitiger und wandelbarer Werkstoff, das ist bekannt. Forscher am KTH Royal Institute of Technology in Stockholm haben nun eine chemisch veränderte Form von Holz entwickelt, die das Material nicht nur durchsichtig, sondern auch isolierend und wärmespeichernd macht.
Unter der Bezeichnung KnitCrete wurde an der ETH Zürich von der Block Research in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Baustoffe ein neuartiges materialsparendes und kostengünstiges Schalungssystem entwickelt, das das Gießen von doppelt gekrümmten Geometrien in Beton ermöglicht.
Der 3D-Druck ist heutzutage aus Produktionsprozessen und auch gerade im Prototyping nicht mehr wegzudenken. Neue Anwendungen und Konzepte werden evaluiert und erfolgreich in additive Fertigungsprozesse umgesetzt.
