Quelle: IDW Informatinsdienst Wissenschaft

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Als Katalysator für die Sauerstoffreduktion, die zum Beispiel in Brennstoffzellen oder Metall-Luft-Batterien ausschlaggebend ist, setzt die Industrie bisher Platinlegierungen ein. Das teure und seltene Metall setzt der Produktion enge Grenzen. Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) und des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung haben jetzt eine aus fünf Elementen bestehende Legierung entdeckt, die edelmetallfrei und genauso aktiv ist wie Platin. Sie berichten im Journal Advanced Energy Materials vom 21. Oktober 2018.
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Ein internationales Forscherteam hat einen neuen Mechanismus entwickelt, um Enzyme als Biokatalysatoren in Brennstoffzellen vor Sauerstoff zu schützen. Die Enzyme, sogenannte Hydrogenasen, sind ebenso effizient wie Edelmetallkatalysatoren, aber instabil, wenn sie mit Sauerstoff in Kontakt kommen. Daher sind sie bislang nicht für technologische Anwendungen geeignet. Der neue Schutzmechanismus basiert auf Sauerstoff verbrauchenden Enzymen, die ihre Energie aus Zucker beziehen. Die Forscher zeigten, dass sie mit diesem Schutzmechanismus eine funktionstüchtige Biobrennstoffzelle erzeugen konnten, die mit Wasserstoff und Glukose als Treibstoff arbeitet.
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Sprüht man in Wasser gelöste Stoffe auf eine Oberfläche und lässt sie trocknen, entsteht eine löchrige Schicht. Denn die Inhaltsstoffe wandern beim Trocknen an den Rand der Wassertröpfchen. Funktionale Oberflächenbeschichtungen waren daher auf diese Art bislang unmöglich. Mit einem Trick ist es Forschern um Prof. Dr. Nicolas Plumeré und Prof. Dr. Thomas Happe von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) jetzt gelungen, gleichmäßige Beschichtungen herzustellen. Sie versahen die im Wasser gelösten Moleküle mit einer kleinen Schwefelgruppe, die beim Kontakt mit Sauerstoff die Moleküle dazu zwingt, sich miteinander zu vernetzen. So bilden sie nach dem Trocknen eine gleichmäßige Schicht.
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Neue Modelle der Entstehung von Diamanten nötig

Ein internationales Forschungsteam aus Wien und Florenz hat durch Messungen an der Europäischen Synchrotronstrahlquelle ESRF in Grenoble herausgefunden, dass freies CO2 2.500 km unter der Erdoberfläche in Form eines kristallinen Festkörpers bestehen kann und nicht zwingend zu Diamant und Sauerstoff zerfällt. Diese unerwartete Stabilität stellt die gängigen geochemischen Modelle des tiefen Erdmantels in Frage. Die Ergebnisse der Studie erscheinen aktuell im renommierten Fachjournal „Nature Communications“.
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Internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Tübingen untersucht Teilchen aus Eisen und Kieselsäure als Sonnenschutz im frühen Ozean
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Kieler Forschungsteam beschreibt erstmals genetische und evolutionäre Mechanismen der Nitratumwandlung bei Foraminiferen
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Fortschritte in der Katalyseforschung

Einem Forscherteam aus dem Mülheimer Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und dem MPI für Kohlenforschung ist es gelungen, natürlich vorkommende Katalysatoren (Hydrogenasen) für die Anwendung zu optimieren.
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Kölner Wissenschaftler zeigen, dass Fassadenbegrünung in Städten messbare Vorteile für Luftqualität, Sauerstoffproduktion und Artenvielfalt mit sich bringt
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Zu viel Nitrat, zu wenig Sauerstoff, giftige Chemikalien und zerstörte Lebensräume: Den Flüssen und Seen geht es schlecht. Da hilft auch die beste Kläranlage nicht. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Wochenlang mit extrem wenig Sauerstoff auskommen – als Extrembergsteiger ist Ralf Dujmovits das gewohnt. Doch nun hat er sich den Stress nicht als Gipfelstürmer gegeben. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Kaputte Zelte, Plastik, Sauerstoffflaschen: Touristen hinterlassen jedes Jahr Tonnen an Müll auf dem Mount Everest. Besonders ihre Exkremente verursachen Probleme. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Sauerstoffradikale entstehen als Nebenprodukt, wenn Lebewesen Kohlenhydrate oder Fett verbrennen. Sie stehen unter Verdacht, den Alterungsprozess in Mensch und Tier voranzutreiben und schwere Krankheiten wie Alzheimer oder bestimmte Krebsarten mitzuverantworten. Forschende der Universität Bern und der Universität Stockholm haben nun einen Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt, der als Ansatz für verschiedene Medikamente dienen könnte.
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Messungen in den Ozeanen und Modellrechnungen zeigen gleichermaßen, dass der Sauerstoffgehalt der Ozeane abnimmt. Allerdings unterschätzen die Modelle diese Abnahme deutlich. Das macht Prognosen für die Zukunft schwierig. In einer Studie, die heute in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience erscheint, zeigen vier GEOMAR-Forscher die Lücken der Modelle auf und identifizieren weitere, bisher unterschätzte Ursachen des Sauerstoffverlustes.
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Werner Dosses Problem ist das Einatmen. Sein Leben hängt daher an einem Sauerstofftank – wie das von 250.000 Menschen in Deutschland. Wie bewältigen sie ihren Alltag? (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Durch die hohen Temperaturen könnten in Hamburg massenhaft Fische sterben, befürchtet die zuständige Umweltbehörde. Der Sauerstoffgehalt ist bereits dramatisch gesunken, die Aussicht auf Rettung gering. (Mehr in: SPIEGEL ONLINE – Wissenschaft)

Sie produzieren Sauerstoff, filtern Staub und spenden Schatten: Bäume tun Menschen gut – und sorgen bestmöglich für sich selbst. Denn die grünen Riesen sind wahre Effizienzwunder. Wie gut sie ihre Ressourcen nutzen, zeigt Dr. Christiane Wittmann von der Universität Duisburg-Essen (UDE) an einem bisher wenig bekannten Gewebe. Ihre Hilfsmittel: Nadel und Spritzenkanüle.
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Erwärmung, Versauerung, Überdüngung und der Verlust von Sauerstoff – das sind nur einige Beispiele von gravierenden Veränderungen, die global in den küstennahen Gebieten beobachtet oder für die Zukunft erwartet werden. Diese Prozesse spielen sich auch in der Ostsee ab, und zwar ausgeprägter und schneller als in anderen Meeren. Andererseits bietet sie auch Beispiele, wie negative Trends durch Schutzmaßnahmen gebrochen werden können. In der internationalen Fachzeitschrift Science Advances plädiert eine internationale Gruppe von Forschenden unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel deshalb dafür, die Ostsee als Modellregion für Küstengebiete weltweit zu nutzen.
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Die Böden der Meere und Süßgewässer sind von vertikalen, zentimeterlangen Ketten aus aneinandergereihten Zellen bestimmter Bakterien durchzogen. Diese Bakterienketten erlauben es den einzelnen Zellen, als vielzelliger Organismus in tiefen, sauerstoffarmen Zonen zu überleben. Damit verbinden sie sich mit der sauerstoffreichen Oberfläche, um Nährstoffe aus tiefen Schichten veratmen zu können. Ein internationales Team um Andreas Schramm von der Aarhus University in Dänemark unter Beteiligung von Forschern um Michael Wagner von der Universität Wien konnte nun erstmal direkt in einzelnen Bakterienkabeln Stromfluss nachweisen.
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Im Arabischen Meer gibt es ein Gebiet so groß wie Schottland, in dem Tiere und Pflanzen nicht überleben können. Klimawandel und Verschmutzungen begünstigen solche Zonen. (Mehr in: ZEIT ONLINE: Mehr aus Forschung und Wissenschaft)

Freiburger Forscher zeigen erstmals detailliert, wie flavinhaltige Enzyme mit Sauerstoff wechselwirken
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Die großen Nasen und langen Gesichter der Neandertaler könnten sich entwickelt haben, um die benötigte Sauerstoffzufuhr für den extrem aktiven Lebensstil der ausgestorbenen menschlichen Rasse zu gewährleisten. Zu diesem Ergebnis kamen unter anderen Forscher der University of New South Wales (UNSW) in Australien.
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Die Produktivität des Ozeans wird maßgeblich durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen bestimmt. In sauerstofffreien Bereichen des Ozeans wird oftmals Nitrat verbraucht, welches somit dem Nährstoffzyklus für längere Zeit entzogen wird. Die Autoren einer internationalen Studie unter Beteiligung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel zeigen, dass auch in sogenanntem „marinem Schnee“ Mikronischen auftreten können, in denen diese Nitratatmung in großem Maße stattfindet. Die Untersuchungen wurden kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.
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Schon Spuren von Sauerstoff können molekularen Katalysatoren in Brennstoffzellen den Garaus machen. Daher sind diese der Natur nachempfundenen Katalysatorsysteme, die hocheffizient und kostengünstig sind, bisher kaum anwendbar. Einem Forscherteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist es in Zusammenarbeit mit Forschern des Max-Planck-Instituts für Energiekonversion in Mülheim und einer Gruppe des Pacific Northwest National Laboratory in Washington, USA, gelungen, einen solchen Katalysator mit einem Selbstverteidigungsmechanismus gegen Sauerstoff auszustatten. Über ihre Arbeit berichten sie in Nature Communications vom 28. Februar 2018.
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Mit dem Humon Hex können Sportler erkennen, wie sich das Sauerstoffniveau in ihren Muskeln verändert.

(Mehr in: Technology Review)

Viele Bioplastiksackerln haben im Müll nichts zu suchen. In sauerstoffarmen Umgebungen wie Biogasanlagen lösen sie sich zu langsam auf und belasten beim Verbrennen des Mülls die Umwelt. Ein Forschungsprojekt am Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) sucht nun nach Enzymen, die das Plastik schneller auflösen und Emissionen vermeiden. Mit dem Ziel, Plastikberge zu verringern und langfristig herkömmliche Verpackungen durch biobasierte Polymere zu ersetzen.
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Das menschliche Hirn reagiert sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel. In der Regel kommt es innerhalb von etwa zehn Minuten zu umfangreichen unwiderruflichen Schäden, wenn der Blutkreislauf bei einem Herzstillstand vollständig zum Erliegen kommt. Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Universität von Cincinnati haben die dabei ablaufenden Prozesse jetzt erstmals am Menschen untersucht. Die Ergebnisse könnten Ansatzpunkte für Behandlungsstrategien bei Herzkreislaufstillstand und Schlaganfall liefern und wurden jetzt im Fachjournal Annals of Neurology* veröffentlicht.
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Bei Rückenmarksverletzungen sind sie für die Heilung von geschädigten Nervenzellen unerlässlich, berichten Tübinger Forscher
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Der BRIESE-Preis für Meeresforschung 2017 geht an Soeren Ahmerkamp. Die Jury würdigt damit seine Forschung zum Sauerstofftransport in sandigen Nordseesedimenten und wie dieser die Aktivität der dort lebenden Bakterien beeinflusst. Dazu kombinierte er Laborversuche, Modellrechnungen und Feldmessungen, für die er ein spezielles Meeresbodenobservatorium entwickelte. Er konnte erstmals unter Feldbedingungen zeigen, dass Rippelstrukturen sandiger Meeresböden dazu führen, dass Sauerstoff und Nährstoffe tiefer ins Sediment dringen als bei glatten Böden und so die Mikroorganismen besser versorgen. Sande spielen nicht zuletzt deswegen eine besonders wichtige Rolle als Filter für Nährstoffeinträge.
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Stabile selbstauflösende Mikroblasen als intravenöse Sauerstofflieferanten
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Wachsende Tumoren haben einen hohen Bedarf an Sauerstoff und Nährstoffen. Deshalb regen sie die Bildung von Blutgefäßen an. Dieser Prozess wird Angiogenese genannt. Könnte man die unkontrollierte Angiogenese stoppen, ließe sich auf diese Weise das Tumorwachstum unterdrücken. Wissenschaftler vom Deutschen Krebsforschungszentrum und von der Medizinischen Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg haben jetzt einen neuen Angriffspunkt für antiangiogene Therapien identifiziert. An Mäusen zeigten sie, dass Tumoren in der späten Wachstumsphase viel weniger Blutgefäße ausbilden, wenn ein bestimmtes Signalmolekül ausgeschaltet ist. Die Tumoren wachsen langsamer und bilden weniger Metastasen.
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