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Miniatursensor mit Radartechnologie

06.10.2023

Wissenschaftler der University of California in Davis (UC Davis) haben einen neuen Radarsensor vorgestellt, der Bewegungen auf mikroskopischer Ebene mit einer Genauigkeit von bis zu 100 menschlichen Haaren erkennen kann. Darüber hinaus ist dieser Miniatursensor, etwa so groß wie ein Sesamkorn, äußerst energieeffizient.

Die Technologie basiert auf dem Einsatz von Millimeterwellenradar, einem Radarsensor mit kurzer Reichweite. Sie arbeiten mit Millimeterwellenfrequenzen, die zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung liegen. Diese Sensoren sind in der Lage, extrem kleine Bewegungen mikroskopisch kleiner Objekte genau zu erfassen und finden Anwendung in den Bereichen Sicherheit, biometrische Überwachung und Navigation für Blinde. Allerdings gab es bisher Probleme mit dem Stromverbrauch und der Filterung von Hintergrundgeräuschen.

Der von einem Team von Davis-Ingenieuren entwickelte Sensor ist darauf ausgelegt, diese Herausforderungen zu meistern. Durch die Anpassung der Topologie des Sensors selbst konnten die Forscher dessen Funktionsweise anpassen, um unerwünschtes Rauschen aus den Messungen zu entfernen. Dadurch kann der Sensor selbst kleinste Änderungen in der Position eines Objekts erkennen, die nur 100 Teile der Breite eines menschlichen Haares betragen, und Vibrationen, die nur 1000 Teile eines Haares betragen.

Im Gegensatz zu anderen Sensoren mit ähnlicher Genauigkeit ist dieser Miniatursensor viel kleiner, etwa vergleichbar mit einem Sesamsamen. Gleichzeitig erhöht sein Design die Energieeffizienz und macht es relativ einfach herzustellen.

Die Forscher weisen darauf hin, dass der Sensor darauf ausgelegt ist, den Feuchtigkeitsgehalt der Pflanzen zu überwachen, indem er subtile Veränderungen in der Blattdicke verfolgt. Dadurch wird ermittelt, wie durstig die Pflanze ist, was für die Landwirtschaft wichtig sein kann. Darüber hinaus könnten solche Sensoren zur Überwachung der strukturellen Integrität von Gebäuden oder zur Erstellung genauerer Virtual-Reality-Systeme eingesetzt werden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Kanalisation für Energie 05.12.2016

Die dänische Stadt Aarhus wird weltweit die erste sein, die Abwasser zur Trinkwassergewinnung nutzt, schreibt New Scientist. Die Wasseraufbereitungsanlage der Stadt wurde modernisiert und kann nun mehr als 150 % des Stroms liefern, also mehr als für den Betrieb notwendig ist. Überschüssiger Strom wird für den Betrieb von Pumpen verwendet, die Trinkwasser für eine Stadt mit 200 Einwohnern pumpen.

„Wir werden die erste energieneutrale Zone für die Wasserversorgung sein“, wurde Mads Warming von Danfoss Power Electronics, dem Unternehmen, das die neue Technologie an den kommunalen Wasserversorger Aarhus Water geliefert hat, zitiert.

Mit dieser Technologie erzeugen Kläranlagen Energie aus Biogas, und Biogas (hauptsächlich Methan) wird wiederum aus Klärabfällen in Autoklaven mit Bakterien bei einer Temperatur von 38 Grad hergestellt.

Es wird argumentiert, dass die Produktion von Biogas keine zusätzlichen organischen Stoffe, beispielsweise aus Restaurants, sowie zusätzliche Energie aus Windmühlen oder Sonnenkollektoren erfordert.

Die Technologie zur Erzeugung von Biogas aus Abwasser ist nicht neu, aber strenge Umweltauflagen zwingen sie nun zur Einführung: die Vorgabe, den Wasserverbrauch und die Belastung durch Nitrate und Phosphate zu reduzieren. Dabei hilft auch eine spezielle Infrastruktur, die zum Beispiel den tages- und jahreszeitlichen Druck in den Pumpen überwacht. Das spart Energieverluste und Wartungskosten.

In die Modernisierung der Aufbereitungsanlage wurden 3 Millionen Euro investiert, und Aarhus Water erwartet, in fünf Jahren das Doppelte zurückzugeben, Wartungskosten einzusparen und überschüssige Energie an das Netz zu verkaufen.

Die Erfahrungen von Aarhus wurden versucht in Kopenhagen, Chicago und San Francisco zu übernehmen. Aber es stellte sich als schwierig heraus. Laut Molly Walton, Analystin bei der International Energy Agency, geht es nicht nur um Wassersparen, sondern auch um Energieeffizienz. Wenn es um Investitionen geht, können die Wasserkosten erheblich steigen.

Außerdem muss die Aufbereitungsanlage für die Umsetzung des Projekts groß genug sein, um die erforderlichen Biogasmengen bereitzustellen. Und wenn sich der Inhalt der Kläranlage beispielsweise bei einem Sturm oder Grundwasser mit anderem Wasser vermischt, kann die Biogaserzeugung zum Erliegen kommen.

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