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Künstlicher Muskel aus kristallinem Kunststoff

19.07.2019

Kovalente organische Gerüste (COFs) sind eine Klasse leichter fester Materialien, in denen einfache organische Bausteine, wie kohlenstoffhaltige Moleküle, mit kovalenten Bindungen an Borsäure- oder Aldehydgruppen gebunden sind. Generell unterscheidet sich dieses Material in seiner Zusammensetzung nicht von herkömmlichen Kunststoffen, hat aber auf molekularer Ebene eine völlig andere Struktur. Wenn in festen Kunststoffen die Polymerketten von Molekülen zufällig verbunden sind, bilden sie in COF eine kristalline Struktur. Zwischen diesen Ketten bilden sich Poren, die das Material sehr leicht machen.

COF kann zur Speicherung von Gas (z. B. Wasserstoff) und zur Abgabe von Medikamenten verwendet werden. Diese Gerüste liegen jedoch normalerweise als kristalline Pulver in Nano- oder Mikrogröße vor – sie sind spröde und können nicht zu größeren Blättern oder Membranen verarbeitet werden, die für viele praktische Anwendungen nützlich wären. Wissenschaftler haben versucht, die mechanischen Eigenschaften von COF zu verbessern, indem sie lineare Polymere als Bausteine verwendeten.

Forscher in China und den USA haben polymere kovalente organische Gerüste (polyCOF) basierend auf der bestehenden COF-Struktur geschaffen, aber während der Synthese der Verbindung fügten sie den Reagenzien Polyethylenglycol (PEG) hinzu. Die PEG-Ketten schlossen den porösen Raum des COF und erzeugten eine kompaktere, stärkere und stabilere Struktur. Im Gegensatz zu herkömmlichen Gerüsten können Polymergerüste in flexible Membranen eingebaut werden, die ohne Beschädigung wiederholt gebogen, verdreht oder gedehnt werden können.

Um zu demonstrieren, wie polyCOF als künstlicher Muskel verwendet werden kann, stellte das Team eine Folienpuppe her, an der die resultierende Membran befestigt wurde. Unter dem Einfluss von Ethanoldämpfen „setzte“ sich die Puppe, und als die Dämpfe später aufhörten, legte sie sich wieder hin. Die Forscher wiederholten diese Schritte mehrmals, wodurch sich die Puppe verbiegte. Die Erweiterung der Poren von polyCOF unter dem Einfluss des Gases erklärt wahrscheinlich die gymnastische „Fähigkeit“ der Puppe, sagten die Forscher.

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

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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

USB-Schlüssel für den Zugriff auf Websites 02.11.2014

Google kündigte die Einführung der Zwei-Faktor-Authentifizierung auf seinen Websites mit einem physischen USB-Stick an. Sie können einen Schlüssel bei Amazon kaufen. Jetzt hat der Laden drei Schlüsselmodelle, die zwischen 6 und 60 US-Dollar kosten.

Alle Dongles verwenden das von der FIDO Alliance entwickelte offene Universal 2nd Factor (U2F) Protokoll. Die Schlüssel können auf jeder Website (nicht nur Google) verwendet werden, die dieses Protokoll unterstützt.

USB-Schlüssel müssen nicht installiert werden – stecken Sie sie einfach in den USB-Anschluss des Computers, nachdem Sie das Passwort auf der Website eingegeben haben, wenn die Website danach fragt. Alle Tasten funktionieren mit Windows, OS X, Linux und Chrome OS. Um mit einem USB-Stick zu arbeiten, müssen Sie den Google Chrome-Browser Version 38 und höher verwenden.

Die Verwendung von USB-Schlüsseln ist völlig kostenlos, Benutzer müssen sie jedoch auf eigene Kosten erwerben. Tasten unterscheiden sich im Design. Das teuerste Modell für 60 US-Dollar ist mit Java-Card-Technologie ausgestattet.

"Google sendet normalerweise eine Bestätigung an eine Telefonnummer, wenn Sie versuchen, sich anzumelden, damit wir überprüfen können, ob Sie es sind. Clevere Hacker erstellen jedoch manchmal Google-ähnliche Websites, um Ihre Bestätigungscodes zu erhalten. Ein Hardware-Token erspart Ihnen dies, weil Die Anmeldung erfolgt durch physische Methoden (und nicht durch Eingabe eines Codes) und nur, wenn die ursprüngliche Website vom Token erkannt wird", sagte das Unternehmen.

Die Zwei-Faktor-Authentifizierung mit dem Versand einer SMS-Nachricht mit einem Bestätigungscode wurde 2011 von Google eingeführt. Im Januar 2013 gab der Konzern bekannt, physische Mittel zur Identitätsprüfung entwickeln und anbieten zu wollen. Insbesondere ging es damals um den Zugriff auf Google-Dienste über USB-Sticks.

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