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Bor auf dem Mars entdeckt

16.09.2017

Der Marsrover Curiosity hat Bor in Felsen auf dem Roten Planeten gefunden. Das Vorhandensein dieses chemischen Elements auf dem Mars erhöht theoretisch die Wahrscheinlichkeit der Geburt von terrestrischem Leben auf dem Planeten.

Curiosity fand Bor in einer Kalziumsulfatmineralader im Krater Gale. Das bedeutet, dass Bor im Grundwasser des Mars vorhanden war. Es wurde bereits festgestellt, dass das Grundwasser an diesem Ort einst eine Temperatur von 0-60 °C hatte und hinsichtlich des Ph-Wertes ein neutrales oder leicht alkalisches Milieu war (das auch durchaus für die Existenz von Leben geeignet ist).

Die Entdeckung wurde mithilfe der auf dem Rover montierten Scanning-Laser-ChemCam (aus den Wörtern „Chemie“ und „Kamera“) gemacht, die gemeinsam von Wissenschaftlern aus Lo Alamos und der französischen Raumfahrtbehörde entwickelt wurde.

Bor spielt eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der Polysaccharidstruktur von RNA (Ribonukleinsäure), einem der Schlüsselmoleküle, die in allen lebenden Organismen vorkommen. Zusammen mit der DNA gewährleistet die RNA das Lesen von in Genen verschlüsselten Informationen und die darauf basierende Synthese von Proteinen, die die Grundlage des Lebens und der Entwicklung jedes Lebewesens bilden.

Somit erhöht das Vorhandensein von Bor auf dem Roten Planeten theoretisch die Wahrscheinlichkeit, dass dort einst Leben entstanden sein könnte.

Borverbindungen sind eine der möglichen "Brücken" zwischen einfachen organischen Molekülen und RNA. Ohne RNA gibt es kein Leben. Das Vorhandensein von Bor sagt uns, dass solche chemischen Reaktionen stattfinden könnten, wenn es auf dem Mars organische Materie gäbe.

Bemerkenswert ist, dass das Alter der Lagerstätten, in denen Bor entdeckt wurde, von Wissenschaftlern auf 3,8 Milliarden Jahre geschätzt wird. Dies ist nach modernen Vorstellungen später, als das Leben auf der Erde entstand.

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Eine neue Möglichkeit, optische Signale zu steuern und zu manipulieren 05.05.2024

Die moderne Welt der Wissenschaft und Technik entwickelt sich rasant und jeden Tag tauchen neue Methoden und Technologien auf, die uns in verschiedenen Bereichen neue Perspektiven eröffnen. Eine dieser Innovationen ist die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung optischer Signale durch deutsche Wissenschaftler, die zu erheblichen Fortschritten auf dem Gebiet der Photonik führen könnte. Neuere Forschungen haben es deutschen Wissenschaftlern ermöglicht, eine abstimmbare Wellenplatte in einem Wellenleiter aus Quarzglas zu schaffen. Dieses auf der Verwendung einer Flüssigkristallschicht basierende Verfahren ermöglicht es, die Polarisation des durch einen Wellenleiter fließenden Lichts effektiv zu ändern. Dieser technologische Durchbruch eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung kompakter und effizienter photonischer Geräte, die große Datenmengen verarbeiten können. Die durch die neue Methode bereitgestellte elektrooptische Steuerung der Polarisation könnte die Grundlage für eine neue Klasse integrierter photonischer Geräte bilden. Dies eröffnet große Chancen für ... >>

Primium Seneca-Tastatur 05.05.2024

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Das höchste astronomische Observatorium der Welt wurde eröffnet 04.05.2024

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Effiziente Lithium-Anoden-Batterie 10.08.2014

Forschern der Stanford University in den USA ist es gelungen, eine effiziente und zuverlässige Lithium-Anoden-Batterie zu entwickeln und gleichzeitig Probleme zu lösen, die seit Jahrzehnten niemand lösen konnte. Die Neuentwicklung wird es zukünftig ermöglichen, leichtere, kompaktere und leistungsfähigere Akkus für Smartphones, Laptops und Elektrofahrzeuge herzustellen.

Ein typisches Batteriedesign umfasst drei Hauptelemente: Anode (positive Elektrode), Elektrolyt und Kathode (negative Elektrode). Heute am weitesten verbreitet sind Lithium-Ionen-Akkus, bei denen das Lithium-Ion als Ladungsträger fungiert. Die Anode besteht üblicherweise aus Graphit. Obwohl Graphit das beliebteste Anodenmaterial ist, ist es bei weitem nicht das effizienteste, sagt Yi Cui, Materialwissenschaftler und Projektleiter der Stanford University. Lithium ist effizienter.

"Lithium hat von allen Materialien, die zur Herstellung von Anoden verwendet werden können, das größte Potenzial", erklärt der Wissenschaftler, "es hat ein geringes Gewicht und die höchste Energiedichte. Mit diesem Material kann man mehr Leistung pro Gewichts- und Volumeneinheit herausholen." . leichtere, kleinere und leistungsfähigere Batterien.“ Cui sagt auch, dass eine Lithium-Anode nach seinen Annahmen die Kapazität einer Batterie theoretisch um das 3-4-fache erhöhen kann.

Das Problem liegt darin, dass Lithium zum einen schnell eine chemische Reaktion mit dem Elektrolyten eingeht und zum anderen stark an Größe zunimmt, wenn sich Lithium-Ionen auf der Lithium-Anode ablagern, was zu einer Degradation der Batterie führt.

Laut dem Projektleiter haben viele Wissenschaftler jahrzehntelang an der Lösung dieser Probleme gekämpft, was sein Team schließlich durch das Aufbringen eines zusätzlichen Elements gelöst hat - einer Art Schutzhülle, die die Anode bedeckt und bei der es sich um ein 20 nm dickes Gitter aus Kohlenstoffkuppeln handelt . Ein solches Gitter verhindert, dass Lithium mit dem Elektrolyten reagiert, und ist flexibel genug, um sich zu dehnen, wenn sich die Anode ausdehnt, ohne zu brechen.

Typischerweise ist eine Batterie serientauglich, wenn ihr Coulomb-Wirkungsgrad (die relative Lithiummenge, die nach einem Lade-Entlade-Zyklus an der Anode gespeichert wird) 99,9 % oder mehr erreicht, ohne diesen Wert für längere Zeit zu unterschreiten.

Bislang zeigten im Labor hergestellte Lithium-Anoden-Batterien einen Coulomb-Wirkungsgrad von etwa 96 %. Und nach nur 100 Lade-Entlade-Zyklen fiel er unter 50 %. Wissenschaftlern der Stanford University gelang es, einen Wert von 99 % zu erreichen, der auch nach 150 Zyklen so blieb.

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