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Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 1/2012

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Digitalpaket: Spezialreihe Physik-Mathematik-Technik Jahrgang 2012

Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 1/2012

Inhalte dieser Ausgabe

Nanotechnologie

06Motoren für Nanoroboter

Herkömmliche Antriebsmechanismen scheitern in der Nanowelt an den speziellen Bedingungen, die dort herrschen. Die Konstruktion von Motoren für Roboter auf dieser Größenskala ist deshalb eine besondere Herausforderung.
Motoren für Nanoroboter

Oberflächen

12Selbstreinigende Materialien

Von der Fähigkeit der Lotuspflanze, Schmutz abzuweisen, haben Forscher gelernt, die Benetzbarkeit von Oberflächen zu variieren. Anwendungen reichen von Stoffen, auf denen Flecken keine Chance haben, über Spiegel, die nicht beschlagen, bis zu Badeanzügen, die nicht nass werden.
© Wilhelm Barthlott, Uni Bonn

20Lotuseffekt am seidenen Faden

Damit Kleidung länger sauber bleibt und dennoch strapazier fähig, setzen Schweizer Forscher die Fasern einem Plasma aus.

Nanotechnologie

23Wiener Schnitzel aus der Atomfabrik

24Nanowasser – ein guter Tropfen

Wie verhält sich Wasser, wenn es zu Nanotröpfchen aus wenigen Molekülen schrumpft?

Robotik

26Molekulare Spinne auf dem Vormarsch

Gezielt hergestellte Strukturen aus der Erbsubstanz DNA sind zu einer Spielwiese für Nanotechnologen geworden. Jetzt konnten US-Forscher eine molekulare Spinne auf einer vorgezeichneten Route über ein "DNA-Origami" krabbeln lassen.

Nanotechnologie

28Eine Antenne für die Nanowelt

Forscher haben eine winzige Version der bekannten Dachantenne erzeugt. Wegen ihrer Abmessungen empfängt und sendet sie Wellen allerdings nicht im Radio-, sondern im sichtbaren Spektralbereich. Damit könnte sie als Nano-Spotlight dienen.

Nanophotonik

30Der Lichtfänger von München

Liegt die Zukunft unserer Energieversorgung in einer Verschmelzung von Photonik und Nanotechnologie? Lukas Schmidt-Mende vom Center for NanoScience an der LMU München sieht darin eine Chance auf preiswerte Solarzellen für jedermann.

Nanotechnologie

33Interview: Die Dosis macht das Gift

Winzige Teilchen sind Hoffnungsträger für die Industrie, denn im Nanometermaßstab zeigen Werkstoffe neue Eigenschaften. So dienen Titandioxid-Partikel (TiO2) von mehr als fünf Mikrometer Durchmesser ...

Datenspeicher

36Bits auf der Überholspur

Winzige magnetische Bereiche, die auf Nanodrähten hin- und herrasen, haben das Potenzial, fast alle Arten bisheriger Datenspeicher zu ersetzen.
Bits auf der Überholspur

Nanonetze

42Kohlenstoffnanonetze für die Elektronik

Aus einem Geflecht winziger Kohlenstoffröhren wird in den nächsten Jahren preiswertes elektronisches Gerät hervorgehen. Zu den jetzt schon absehbaren Anwendungen zählen gedruckte Solarzellen.
Nanonetz

Nanotechnologie

52Winziges Energiepaket

Im Vergleich zu Mikrochips wirken Batterien wie klobige Relikte aus den Urzeiten der Elektronik. Nanotechnik soll dem bald abhelfen.

Autos der Zukunft (Serie, Teil I)

56Wie Nano das Auto verändert

Manche ihrer Vorhaben klingen nach Sciencefiction. Doch längst haben Nanowissenschaftler anwendungstaugliche Neuerungen hervorgebracht, die sich in vielen Alltagsgegenständen wiederfinden. Insbesondere die Automobilindustrie setzt auf eine breite Palette an Nanoprodukten – und hat noch viele Pläne in der Schublade.
© Volkswagen/Audi Design Center California

Sicherheit

62Interview: Eine riskante Technologie?

Elektronenmikroskopie

64Bewegte Bilder aus der Nanowelt

Eine neue Abbildungstechnik erweitert das Elektronenmikroskop um die vierte Dimension: Ultrakurze Elektronenpulse liefern Serien von Schnappschüssen eines Untersuchungsobjekts – und gewähren bisher ungeahnte Einblicke in extrem schnelle Abläufe im Nanoreich. Erstmals lassen sich so auch Vorgänge im Inneren einer Zelle filmen.
Nanowelt

Röntgenlaser

74Nanowelt im Röntgenlicht

In Hamburg entsteht die wohl längste Lichtquelle der Welt: ein 3,4 Kilometer langer, unterirdischer Röntgenlaser. Mit Hilfe des European XFEL werden Forscher ab 2015 die Strukturen von Biomolekülen in kürzester Zeit aufklären und chemische Reaktionen live verfolgen können.
Beugungsbild

Interview

80Zukunftsbaustelle Photonenfabrik

Helmut Dosch ist Chef des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY), der Heimat des im Bau befindlichen Lasers European XFEL. Mit Gerhard Samulat und Reinhard Breuer sprach er über die Aussichten, die sich durch die Umwandlung des Hamburger Beschleunigerzentrums in eine "Fabrik" für Synchrotronstrahlung eröffnen.
Helmut Dosch
Erschienen am: 24.02.2012

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