Die Nutzung von Quantenphänomen könnte der Informationstechnologie zum nächsten wirklichen Durchbruch verhelfen. Mögliche Kandidaten hierfür sind so genannte Quanten-Spin-Flüssigkeiten. Doch die sind selten. Berliner Forscher sind ihnen jedoch auf der Spur.

Ihre geringe Größe erlaubt Nanopartikeln das Eindringen in Zellen. Das kann für medizinische Anwendungen sinnvoll sein, z.B. als Wirkstoffträger in der Krebstherapie. Doch die Aufnahme der Partikel scheint Zellen viel Energie zu kosten. Das haben Forscher anhand von hochauflösenden 3D-Mikroskopie-Aufnahmen gezeigt.

Berliner Forschern ist es gelungen, im Labor eine Perowskit-Tandemsolarzelle mit einem Rekordwirkungsgrad von 29,15 Prozent herzustellen.

Mit einem besonders energiereichen Neutronenstrahl haben Forscher den Wurzeln von Pflanzen beim Trinken zugesehen. Die Neutronentomographie am französischen Institut Laue Langevin erlaubte eine sieben Mal schnellere Bilderzeugung als bisher. Auch bei Transportprozessen in anderen Materialien, z.B. in Batterien, könnte die Methode nützlich sein.

Moderne Analysemethoden ermöglichen gerade in der Archäologie die Beantwortung wissenschaftlicher Fragestellungen, die vor einigen Jahrzehnten noch nicht möglich waren. Mithilfe von Synchrotronstrahlen ist es Berliner Forschern z.B. gelungen, auf der vermeintlich leeren Stelle eines Papyrus-Fragmentes eine geheime Inschrift zu entdecken und auch die Zusammensetzung der „unsichtbaren Tinte“ zu bestimmen.

In modernen Synchrotronquellen sorgen supraleitende Hochfrequenzkavitäten für noch mehr Anwendungsmöglichkeiten. Sie statten die entsendeten Elektronenpakete mit extrem hoher Energie aus. Und das ist teuer, auch weil die Kavitäten extrem gekühlt sein müssen. Forscher des Helmholtz Zentrum Berlin haben nun untersucht, wie eine Beschichtung die Kavitäten-Effektivität verbessern und so viel Geld sparen kann.

Das Triazin-basierte graphitische Kohlenstoffnitrid (TGCN) ist ein Halbleiter, der sich für die Optoelektronik eignen sollte. Die Struktur ist zweidimensional und erinnert an Graphen. Anders als beim Graphen ist die Leitfähigkeit jedoch senkrecht zu den Ebenen 65-mal höher als in den Ebenen selbst.

Forscher des Helmholtz-Zentrums Berlin haben herausgefunden, was genau im Inneren von Lithium-Akkus passiert, wenn sie ge- und entladen werden. Die Ergebnisse könnten aufschlussreich für die Entwicklung langlebiger Akkus sein.

Plastik ist heutzutage allgegenwärtig - nicht nur in Alltagsgegenständen, sondern auch nahezu überall in der Umwelt. Eine Tatsache, die zu letzterer Problematik führt: Nur ein winziger Bruchteil der Kunststoffe wird aktuell durch energie- und kostenintensive Verfahren recycelt. Nun haben Forscher die Struktur des Enzyms eines „Plastik fressenden Bakteriums“ entschlüsselt, das zusammen mit einem zweiten Enzym in der Lage ist, den weit verbreiteten Kunststoff PET in seine Grundbausteine zu zerlegen. Ebnet diese „molekulare Schere“ nun den Weg für ein nachhaltiges Recycling von PET?

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.