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Mit Nanopartikeln gegen multi-resistente Keime

Antibakterielle Nanopartikel besitzen das Potential als effektive Antibiotika breite Anwendung zu finden. Bislang konnten sie jedoch die an sie gestellten Erwartungen nicht erfüllen. Einen „Trick“, wie Nano-Antibiotika dennoch Einzug in den klinischen Alltag halten könnten, haben jetzt Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz entdeckt: Ein saurer pH-Wert in Nano-Antibiotika-haltigen Salben verbesserte die direkte Bindung der Nanopartikel an die Keime und ermöglichte eine effiziente Abtötung. Der Vorteil, infizierte Wunden heilten besser.
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Natürliche Nanofasern aus Zellulose

Kieler Forschungsteam entdeckt stark haftende Nanofasern in der Schleimhülle von Pflanzensamen
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Physiker entdecken neuen Transportmechanismus von Nanopartikeln durch Zellmembranen

Nanopartikel können Zellmembranen durchdringen, wenn deren Spannung geändert wird. Das haben Saarbrücker Experimentalphysiker in Zusammenarbeit mit Kollegen aus dem spanischen Tarragona gezeigt. Die Forscher untersuchten den Transport von Kohlenstoff-Nanoröhrchen durch eine Modellzellmembran. Dabei konnten sie nachweisen, dass es sich beim Durchdringen der Zellmembran um einen physikalischen Prozess handelt, der durch die Membranspannung kontrolliert werden kann. Die Arbeit wurde jetzt in der Fachzeitschrift „ACS Nano“ veröffentlicht.
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Neuer Baustein in der Bildung von Aragonit entdeckt

Ein internationales Forscher-Team unter Beteiligung von Prof. Christoph Spötl vom Institut für Geologie der Uni Innsbruck konnte einen bisher unbekannten Mechanismus in der Bildung des weit verbreiteten Minerals Aragonit identifizieren. Ein in einer Tiroler Höhle entdecktes nanokristallines Calciumkarbonat gibt Einblicke in die Entstehung von Aragonit. Die Studie wurde im Journal Science Advances veröffentlicht.
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Besser Bohren – Neues Nanokomposit stabilisiert Bohrflüssigkeiten

Bei der Bohrung nach Rohstoffen im Boden oder beim Brunnenbau unterstützen Bohrspülungen den Bohrprozess. Um die Eigenschaften der wasserbasierten Spülung des Bohrlochs zu verbessern, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Straßenwesen der Technischen Universität Braunschweig zusammen mit einem internationalen Team ein Nanokomposit entwickelt.
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Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop – Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.
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Supermikroskop beobachtet Lithium-Atome auf Wanderschaft – Einblicke in Minibatterie aus Graphen

Man kann es schlicht und einfach eine Sensation nennen, was hier Wissenschaftlern aus Stuttgart, Ulm und Dresden gelungen ist. Mit Hilfe des Supermikroskops SALVE konnten sie in atomarer Auflösung zeigen, wie sich Lithium-Ionen bei elektrochemischen Be- und Entladungsprozessen verhalten. Sie haben damit nachgewiesen, wie die reversible Lithium-Aufnahme in einer Nanozelle abläuft, die lediglich aus einer Doppellage Graphen besteht. Veröffentlicht wurden diese für die Batterieforschung hochrelevanten Ergebnisse jüngst im renommierten Wissenschaftsjournal Nature.
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Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“
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Projekttreffen des EU-Projekts „NanoHybrids“ am 14. und 15. November 2018 bei TUTECH

Neuartige Aerogele auf dem Weg vom Labor in den Pilotmaßstab

Zwischenbilanz nach drei Jahren Projektlaufzeit: Das EU-Forschungsprojekt NanoHybrids trifft sich am 14. und 15. November 2018 zu seinem Projekttreffen in Hamburg. Aerogele und ihre Produktion im Pilotmaßstab für industrielle Anwendungen stehen im Mittelpunkt des Projekts. Mit ihrer nanoporösen Struktur sind Aerogele die leichtesten Feststoffe der Welt und eignen sich daher zum Beispiel für die thermische Isolierung von Gebäuden oder Pipelines. Das Potenzial dieser Materialklasse ist aber noch lange nicht ausgereizt und die kommerzielle Produktion im Industriemaßstab steckt noch in den Anfängen.
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HZDR-Forscher entwickeln Tarnkappen-Technologie für leuchtende Nanopartikel

Einem Forscherteam des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es in Kooperation mit der australischen Monash University gelungen, die Stabilität und Biokompatibilität spezieller Nanopartikel erheblich zu steigern. Das Team hat sogenannte Upconverting Nanoparticles – Partikel, die Infrarot- in kurzwelliges Licht umwandeln – so modifiziert, dass sie wasserlöslich werden, selbst in komplexen Körperflüssigkeiten wie Blutserum stabil bleiben und Medikamente speichern können. Damit haben sie ein Werkzeug geschaffen, das den Kampf gegen Krebs deutlich effektiver machen könnte. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachjournal „Angewandte Chemie“ (DOI: 10.1002/anie.201811003).
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Den Krebs zur Brust nehmen

Therapien gegen Brustkrebs sind aufgrund der komplexen Tumor-Struktur eine Herausforderung für die Medizin. Eine neuartige Brustkrebs-Nanopartikel-Therapie auf Selenbasis des Austrian Centre of Industrial Biotechnoloy (acib) und der Universitat Autònoma de Barcelona verbessert nachweislich den Wirkstofftransport, ist ausschließlich im Zielgewebe aktiv und lässt weniger Nebenwirkungen erwarten. Die Projektergebnisse sollen dazu beitragen, die Effizienz zukünftiger Chemotherapien zu erhöhen und ein erneutes Auftreten der Krankheit nach kompletter Remission zu verhindern.
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Erste elektronische Autobahnen auf der Nanoskala

Internationale Forschungskooperation: Die gezielte Funktionalisierung von kohlenstoff-basierten Nanostrukturen erlaubt es erstmals, Strompfade direkt abzubilden und eröffnet dabei Wege für neuartige Quantenbauelemente
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Tierschutzforschungspreis für Göttinger Max-Planck-Forscher

Dirk Görlich und Tino Pleiner vom Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie in Göttingen erhalten den Tierschutzforschungspreis des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Die Auszeichnung wird ihnen am 11. Oktober in Berlin verliehen. Den beiden Wissenschaftlern ist es gelungen, sogenannte sekundäre Nanobodies zu entwickeln. Diese können die in Medizin und Forschung meistgenutzten Antikörper ersetzen und so die Anzahl der Tiere in der Antikörper-Produktion drastisch reduzieren.
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Nobelpreis in Physik: Nobelpreis geht an Arthur Ashkin, Gérard Mourou und Donna Strickland

Ohne ihre Forschung gäbe es keine Augenlaser, mit denen Millionen Menschen heute operiert werden. Oder Laserpinzetten, die das Leben im Nanobereich sichtbar machen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

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Maschinelles Lernen hilft, Photonik-Anwendungen zu optimieren

Photonische Nanostrukturen erhöhen nicht nur die Effizienz von Solarzellen, sondern verbessern auch die Wirksamkeit von optischen Sensoren, die zum Beispiel als Krebsmarker verwendet werden. Mit Computersimulationen und dem Einsatz von maschinellem Lernen hat nun ein Team am HZB gezeigt, wie sich das Design solcher Nanostrukturen gezielt optimieren lässt. Die Ergebnisse sind in Communications Physics publiziert.
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Post aus Japan: Autos auf dem Holzweg

Ein Konsortium aus Akademie und Privatwirtschaft will bis 2020 ein Fahrzeug zum Teil aus Nanozellulosefasern bauen. Es gibt dabei schon etwas Fortschritt.

(Mehr in: Technology Review)

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Unordnung kann Batterien stabilisieren

Neuartige Materialien können Speicherkapazität und Zyklenfestigkeit von wiederaufladbaren Batterien wesentlich verbessern. Dabei handelt es sich um Hochentropie-Oxide (HEO), die ihre Stabilität der ungeordneten Verteilung ihrer Elemente verdanken. Mit HEO lassen sich elektrochemische Eigenschaften maßschneidern. Das haben Wissenschaftler um den Nanotechnologie-Experten Horst Hahn am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gezeigt. Über ihre Arbeit berichten die Forscherinnen und Forscher in der Zeitschrift Nature Communications. (Open Access, DOI: 10.1038/s41467-018-05774-5)
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Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.
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Die Vermessung der Nanowelt

Forscher etablieren einen Maßstab zur genauen Bestimmung von Abständen innerhalb einzelner Moleküle
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Wie Wolken auch bei niedrigen Temperaturen entstehen

Utl. Österreichische Forscher quantifizieren Partikelwachstum von organischen Nanoteilchen am CERN

Kleine, mit freiem Auge nicht sichtbare Aerosolpartikel in der Luft ermöglichen die Entstehung von Wolken. WissenschafterInnen um den Physiker Paul Winkler von der Universität Wien erforschen ihre Entstehungs- und Wachstumsmechanismen. In ihrer aktuellen Studie im Rahmen des CLOUD-Projekts am CERN haben sie herausgefunden, dass der Beitrag organischer Substanzen beim Wolkenwachstum eine große Rolle spielt. Die Ergebnisse erscheinen im renommierten Fachjournal PNAS.
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Einzelne Silber-Nanopartikel in Echtzeit beobachtet

Chemikerinnen und Chemiker der Ruhr-Universität Bochum haben eine neue Methode entwickelt, um in Echtzeit die chemischen Reaktionen von einzelnen Silber-Nanopartikeln zu beobachten, die gerade einmal ein Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares messen. Die Partikel werden in der Medizin, in Nahrungsmitteln und Sportartikeln genutzt, weil sie antibakteriell und entzündungshemmend wirken. Wie sie in ökologischen und biologischen Systemen reagieren und abgebaut werden, ist bislang aber kaum verstanden. Das Team der Forschungsgruppe für Elektrochemie und Nanoskalige Materialien zeigte, dass sich die Nanopartikel unter bestimmten Bedingungen in schwerlösliches Silberchlorid umwandeln.
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TU Ilmenau: Weltrekord bei der direkten solaren Wasserspaltung In einem nachhaltige

In einem nachhaltigen Energiesystem wird Wasserstoff eine zentrale Rolle als Speichermedium einnehmen. Einem internationalen Forscher-Team ist es jetzt gelungen, den Wirkungsgrad für die direkte solare Wasserspaltung zur Wasserstoffgewinnung auf 19 Prozent zu steigern. Sie kombinierten dafür eine Tandem-Solarzelle aus III-V-Halbleitern mit Rhodium-Nanopartikeln und kristallinem Titandioxid. An der Forschungsarbeit waren Teams aus dem California Institute of Technology, der University of Cambridge, der TU Ilmenau und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE beteiligt. Ein Teil der Experimente fand am Institut für Solare Brennstoffe am Helmholtz-Zentrum Berlin statt.
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Neuer Weltrekord bei der direkten solaren Wasserspaltung

In einem nachhaltigen Energiesystem wird Wasserstoff als Speichermedium eine wichtige Rolle spielen. Einem internationalen Forscher-Team ist es jetzt gelungen, den Wirkungsgrad für die direkte solare Wasserspaltung zur Wasserstoffgewinnung auf 19 Prozent zu steigern. Sie kombinierten dafür eine Tandem-Solarzelle aus III-V-Halbleitern mit Rhodium-Nanopartikeln und kristallinem Titandioxid. An der Forschungsarbeit waren Teams aus dem California Institute of Technology, der University of Cambridge, der TU Ilmenau und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE beteiligt. Ein Teil der Experimente fand am Institut für Solare Brennstoffe am Helmholtz-Zentrum Berlin statt.
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Neue Phänomene im magnetischen Nanokosmos

Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart konnten mit Hilfe eines Röntgenmikroskops bei der Bildung von magnetische Tröpfchen ein völlig unerwartetes Verhalten beobachten. Wenn der Strom über einen Nanokontakts durch die magnetische Schicht fließt, breitet er sich wesentlich weiter aus, als die Ausdehnung des Nanokontakt es zulassen sollte. Bisher waren Forscher davon ausgegangen, dass nur die Fläche unterhalb des Nanokontakts reagiert. Doch Experimente haben die Wissenschaftler eines Besseren belehrt. Ein spannendes Phänomen in der Grundlagenforschung und von großer Bedeutung für die magnetische Datenprozessierung.
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Turbolader für den Lithium-Akku

Jülich, 8. Juni 2018 – Einem Team von Materialforschern aus Jülich, München und Prag gelang die Herstellung eines Verbund-Werkstoffs, der sich besonders gut für Elektroden in Lithium-Batterien eignet. Das sogenannte Nanokomposit-Material könnte nicht nur die Speicherkapazität und Lebensdauer der Batterien deutlich steigern, sondern auch ihre Ladegeschwindigkeit. Die Ergebnisse ihrer Forschung veröffentlichten die Forscher in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials.
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Nanotechnologie: biokompatibler Film, der Abstoßung von Bioelektroden verhindert

Ein neues, unbedenklich einsetzbares Material, das für Forschungszwecke ins Gehirn implantiert werden könnte? Prof. Paolo Lugli und Forscher Aniello Falco von der Freien Universität Bozen (Südtirol) haben mit dem photolithografischen Film SU8 ein Material entdeckt, das zur Herstellung von Elektroden verwendet werden kann, die für menschliches Gewebe unbedenklich sind.
Mögliche zukünftige Anwendungen? Zur Erforschung von Epilepsie oder zur Wiederherstellung des Sehvermögens bei Patienten mit geschwächtem Sehnerv. Die Studie wurde kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.
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Mikroskopie: Oberflächen und Proteinverteilung von Zellen gleichzeitig sehen

Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben erstmals zwei mikroskopische Methoden kombiniert, die sowohl die Oberfläche einer Zelle als auch die Verteilung eines Proteins in der Zelle mit einer Auflösung im Nanometerbereich sichtbar machen können. Die Verfahren können für lebende Zellen eingesetzt werden. Das eröffnet zum Beispiel die Möglichkeit, Grundlagen der Bildung von Krebsmetastasen oder der Wirkung bestimmter Medikamente genau zu untersuchen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Nanoskopie des Rubion, der Zentralen Einrichtung für Ionenstrahlen und Radionuklide der RUB, in der renommierten Zeitschrift ACS Nano vom 23. Mai 2018.
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Geregelter Nano-Aufbau

Universelle pH-Steuerung der Assemblierung von DNA-Nanostrukturen
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Mit kleinen Teilchen gegen Pilzkrankheit bei Weinreben

Pilzbefall von Nutzpflanzen verursacht jährlich einen Millionenschaden in der Landwirtschaft. Oft können sie nicht oder nur schwer durch handelsübliche Spritzmittel von der Krankheit befreit werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Priv.-Doz. Dr. Frederik R. Wurm vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P, Abteilung Prof. Dr. Katharina Landfester) in Mainz entwickeln daher einen auf Nanotechnologie basierenden Schutz mit minimalem Einsatz von Wirkstoff, der das übermäßige Spritzen von Fungiziden vermeidet. Das Projekt ging heute in die nächste Phase: An einem Weinfeld des DLR in Neustadt a. d. Weinstraße wurde das Mittel für einen Test zum Einsatz gebracht.
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Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.
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Stärkstes Biomaterial der Welt schlägt Stahl und Spinnenseide

An DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III hat ein Forscherteam unter schwedischer Führung das stärkste Biomaterial hergestellt, das je produziert worden ist. Die biologisch abbaubaren künstlichen Zellulosefasern sind stärker als Stahl und sogar als die noch stärkere Spinnenseide, die gemeinhin als das stärkste biologische Material gilt. Mit einer neue Produktionsmethode haben die Forscher die herausragende Eigenschaften von Nanomaterialien erfolgreich in die Alltagswelt übertragen. Das Team um Daniel Söderberg von der Königlichen Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Arbeit im Fachblatt „ACS Nano“ der US-amerikanischen Chemischen Gesellschaft (ACS) vor.
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Nanopartikel im Pflanzenschutz und in Düngern: Effizienzsteigerung unter Laborverhältnissen

Durch Nanopartikel in Düngern und Pflanzenschutzmittel erhofft man sich mehr Effizienz und höhere Erträge. Eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Mélanie Kah vom Department für Umweltgeowissenschaften an der Universität Wien fasst in einer umfassenden Literaturstudie den aktuellen Wissensstand zur Wirkung von Düngern und Pflanzenschutzmitteln mit Nanopartikeln zusammen. Demnach weisen die bisherigen Laborstudien auf eine Effizienzsteigerung hin, es fehlen jedoch Studien unter Feldbedingungen. Viele Studien würden zudem nano-spezifische Qualitätssicherungen bzw. adäquate Kontrollen vermissen lassen. Die aktuelle Studie erscheint in „Nature Nanotechnology“.
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Thüringer Forschungspreis 2018 für Wissenschaftler der TU Ilmenau

Prof. Thomas Fröhlich und sein Forscherteam vom Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der Technischen Universität Ilmenau haben den Thüringer Forschungspreis 2018 in der Kategorie „Angewandte Forschung“ gewonnen. Für ihre Forschungsleistungen zu einem „Präzisen Kalibriersystem für Mikro‐ und Nanokraftsensoren“ erhalten Sie ein Preisgeld von 25.000 Euro. Mit dem innovativen Kraftkalibriergerät lassen sich hochpräzise Messungen im Nanonewton-Bereich vornehmen. Mit dem Thüringer Forschungspreis ehrt das Land Thüringen seit 1995 Spitzenleistungen in der Forschung an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen des Landes.
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Ein atomares Quantenbit schaltbar gemacht

Ein Bit pro Atom: Augsburger Physiker erreichen gemeinsam mit US-amerikanischen Kollegen das wohl ultimative Limit für einen nanoskaligen Datenspeicher
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Nano-Systeme mit DNA-Origami

Mit Hilfe von DNA-Strängen lassen sich präzise dreidimensionale Strukturen erzeugen, die bemerkenswerte Eigenschaften aufweisen. Denkbar sind hochempfindliche Sensoren, optische Schalter oder sogar Nanoroboter.

(Mehr in: Technology Review)