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Wissenschaftler haben gelernt, Wasser zu komprimieren

07.07.2018

Die gesamte moderne Welt stützte sich in ihren Technologien auf die Inkompressibilität von Wasser. Beispielsweise basieren alle hydraulischen Systeme auf dem Prinzip der Inkompressibilität von Flüssigkeiten zur Erhöhung der mechanischen Kraft. Hydraulik wird von Bulldozern, Kränen, Autobremsen, Wasserversorgungs- und Abwassersystemen verwendet. Um Wasser auch nur ein wenig zu komprimieren, braucht man nur einen enormen Druck, zum Beispiel in einer Tiefe von 4 Kilometern beträgt der Druck bis zu 1 Atmosphären, aber Wasser wird nur um 5% komprimiert.

Kürzlich jedoch haben Wissenschaftler der University of Illinois gelernt, Wasser im Labor zu komprimieren. Dieser Prozess findet unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes mit hohem Gradienten statt. Professor Alexei Aksimentiev und der Forscher James Wilson fanden während der Experimente heraus, dass, wenn ein hohes elektrisches Feld an ein kleines Loch in einer speziellen Membran angelegt wird, die durch diese Poren tretenden Wassermoleküle um 3% komprimiert werden. Die Entdeckung könnte für die Filterung von Biomolekülen in der medizinischen Forschung nützlich sein.

Aksimentyev und Kollegen verwendeten diese Methode sofort für die DNA-Sequenzierung, was in dieser Richtung sehr vielversprechend war.

Wissenschaftlern zufolge komprimiert das elektrische Feld Wasser aufgrund der Tatsache, dass es eine Dialektik ist. Dank dieser Methode werden Experten Biomoleküle trennen, die sehr ähnlich sind, aber Unterschiede aufweisen. Beispielsweise können einige Proteine eine geringfügige Modifikation aufweisen, die schwer zu trennen ist.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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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

Basis für ReRAM-Speicherchips mit einer Dichte von 100 Gbit 28.06.2017

Sony Semiconductor Solutions sprach über Entwicklungen im Zusammenhang mit ReRAM-Speichern, die die Vorteile von DRAM und NAND kombinieren.

Von Sony-Spezialisten entwickelte Schlüsseltechnologien werden die Produktion von hochdichten ReRAM-Speicherchips ermöglichen.

Der von Sony Semiconductor Solutions entwickelte Speicher verwendet Kupferionen. Das Zellendesign umfasst nur ein Probenelement und ein Widerstandselement (1S1R-Struktur). Dadurch ist es möglich, Speicher in Form einer einfachen Matrix aus sich kreuzenden Linien herzustellen und solche Matrizen in mehreren Schichten anzuordnen, wodurch die Dichte erhöht wird.

Eine der Neuentwicklungen ist eine Barriere zwischen Ionenreservoir und Elektrolyt, die den ungleichmäßigen Widerstand reduziert. Dadurch ist es möglich, die Speicherdichte zu erhöhen.

Die zweite Technologie besteht darin, das Probenahmeelement mit Bor und Kohlenstoff zu legieren, was den Leckstrom reduziert und die Ressource erhöht.

Laut Sony Semiconductor Solutions werden die entwickelten Technologien es ermöglichen, ReRAM-Speicher mit einer Schreibzeit von 100 ns, einer Ressource von 10 Millionen Zyklen und einer Dichte von etwa 100 Gbps herzustellen.

ReRAM soll die Lücke zwischen DRAM und NAND in Bezug auf Kosten, Leistung und Integration schließen.

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