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Verständliche Wissenschaft

Lesen Sie in den folgenden Forschungsberichten, woran ausgewählte Forscherteams des SFB 716 arbeiten, was die besonderen Schwierigkeiten in ihrer Arbeit sind und wer davon profitieren kann.

Brillante Zukunftstechnologien

Diamanten stehen für Magie, Mythos und Faszination. Reine Diamanten, die ausschließlich aus Kohlenstoff bestehen, gelten dabei als besondere Kostbarkeit. Was die Herzen vieler Schmuck-Liebhaber höher schlagen lässt, begeistert auch die Wissenschaftler vom 3. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart. Allerdings greifen sie gezielt in die Struktur der Edelsteine ein und erzeugen spezielle Defekte, um Kernspintomographie im Nanobereich zu ermöglichen, die Entwicklung von Quantencomputern voranzutreiben oder langlebige Biomarker zu produzieren.» mehr


Wie neue Stoffe entstehen

Gasbläschen steigen in einer Flüssigkeit auf. Was an eine Flasche mit sprudelndem Mineralwasser erinnert, ist in der Chemieindustrie ein häufig eingesetzter Reaktortyp – eine Blasensäule. In Laboren und auch in großen Techniktürmen sind sie in fast jeder Chemiefabrik zu finden. An den Grenzschichten der Blasen entstehen neue Produkte, die Ausgangsstoffe für zahlreiche Gegenstände aus unserem Alltag sind. Das Interesse ist daher groß, die Abläufe in Blasensäulen zu optimieren und steuerbar zu machen. Genau daran arbeiten Wissenschaftler vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik der Universität Stuttgart im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 716. Sie entwickeln Simulationen, mit denen sich relevante Faktoren virtuell testen lassen.» mehr


Nanoporen, die unser Erbgut scannen

Analysen des menschlichen Erbguts, die DNS-Sequenzierung, wie sie derzeit durchgeführt werden, dauern ihre Zeit und sind teuer. Daher forschen Professor Christian Holm, die Junior-Professorin Maria Fyta und ihr Team an einer neuen Form der Erbgutanalyse. Dabei wird die DNA durch eine Nanopore gefädelt. Anhand elektrischer Pulse könnten die vorhandenen Nukleobasen abgelesen werden. Mit mathematischen Methoden versuchen die Forscher, die Vorgänge bei der DNS-Sequenzierung mittels Nanoporen zu simulieren. Das soll wesentliche Details zur Realisierung des Verfahrens klären.» mehr


Simulationen erklären den Riss

Ein gesprungenes Glas, ein Riss im Lack, eine abgebrochene Schraube – defekte Gegenstände gehören zu den Ärgernissen des Alltags. Ob und wie ein Material unter bestimmten Bedingungen reißt, hängt davon ab, wie sich der ursprüngliche Defekt entwickelt und ausbreitet. Mit Simulationen, die ein Material in die einzelnen Atome auflösen, lassen sich Risse präzise untersuchen und vorherbestimmen. Wissenschaftler des SFB 716 entwickeln Simulationswerkzeuge, um die Rissausbreitung in typischen Materialien der Elektroindustrie auf atomarer Ebene zu untersuchen.» mehr


Material unter Laser-Beschuss

Die Laserablation, also das Abtragen von Material mit gepulster, sehr intensiver Laserstrahlung, hat in vielen Sparten der Materialbearbeitung einen festen Platz. So zum Beispiel beim Schweißen, Strukturieren, Markieren oder Bohren. Das Problem dabei: Ein Teil der winzig kleinen abgetragenen Teilchen beeinträchtigt die Materialoberfläche oder verstopft die Bohrlöcher. Im SFB 716 untersuchen Wissenschaftler der Universität Stuttgart, welche Prinzipien dabei im Spiel sind.» mehr