Technologie: Nachrichten aus Wissenschaft, Bio und Technik

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Archiv gibt es später, wenn ich wieder am Laptop bin.

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Kann mich meine alte Bratpfanne umbringen? Die Frage habe ich mir vor einiger Zeit gestellt, als ich ein paar in die Jahre gekommene Küchenutensilien aussortiert habe. Bei manchen hatte sich die Teflonbeschichtung bereits ein wenig gelöst, und das darunterliegende Metall blitzte durch. Irgendwann hatte ich gehört, dass die schwarze Schicht nicht unbedingt gesund ist, wenn sie zerkrümelt in meinem Essen landet. Dabei ist es eigentlich eine ganz andere nicht sachgemäße Verwendung, die akut zur Bedrohung werden kann. Denn als ausgehärtetes Polymer ist Teflon äußerst widerstandsfähig und harmlos. Im überhitzten Zustand kann der Stoff jedoch lebensgefährlich werden.

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Leider sind viele wissenschaftliche Bereiche mittlerweile stark politisch aufgeladen. Umso wichtiger erscheint es uns auf »Urknall, Weltall und das Leben« auch diese Themen unabhängig und wissenschaftlich korrekt zu behandeln. Gerade weil wir inhaltlich völlig unabhängig sind von Netzwerken oder externen Geldern, können wir eine neutrale wissenschaftliche Berichterstattung anbieten – wenn es sinnvoll erscheint auch aus unterschiedlichen Blickwinkeln mehrerer qualifizierter Referenten. Weil zuletzt immer mehr politisch motivierte und teilweise persönlich beleidigende Kommentare unter unseren Videos auftauchen, wendet sich Harald Lesch direkt an die Community mit seinem Appell: »Die Natur ist kein Parteimitglied!«

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»Wir brauchen einander!« – Nicole Strüber wiederholt diese Aussage wie ein Mantra geduldig und facettenreich in ihrem psychologischen Sachbuch, ohne dabei zu langweilen. Zu vielschichtig sind die positiven Auswirkungen von Sozialität. Das Miteinander ermöglicht es nicht nur, gemeinsam stärker zu sein oder als Gesellschaft besser zu funktionieren. Die Autorin erklärt auch sehr anschaulich, warum und wie das Miteinander an sich und als Selbstzweck unserem Gehirn guttut.

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Das deutsche Optikunternehmen Zeiss zeigt auf der CES in Las Vegas, wie fast jede Fensterscheibe in eine Energiequelle verwandelt werden kann. Außerdem präsentiert es eine unsichtbare Kameratechnik. Für beide Lösungen setzt das Unternehmen holografischen Film ein.
Für das Solar Window nutzt Zeiss einen mikroskopisch strukturierten Film im Glas, der Teile des Sonnenlichts umlenkt und auf Solarzellen leitet, die unterhalb des Glases im Fensterrahmen untergebracht sind. Die mit dem holografischen Film beklebte Scheibe ist dabei fast genauso transparent wie eine ganz normale Fensterscheibe. Mit einer Transmission des sichtbaren Lichts von über 95 Prozent bleibe die klare Sicht nach draußen vollständig erhalten, schreibt Zeiss. Und tatsächlich mussten wir am Zeiss-Stand auf der CES genau hinschauen, um den leicht schimmernden Film zu entdecken.
Auf ähnliche Weise bringt Zeiss auch Kameras unsichtbar in Glasflächen unter: Dank Holografie müssen die Kameras nicht mehr im Gesichtsfeld hängen, um dieses zu erfassen. Das Licht wird einfach umgelenkt. Die Technik, die holografische Ein-, Lichtleit- und Auskoppelelemente nutzt, um einfallendes Licht auf verborgene Sensorik umzuleiten, tauft Zeiss Multifunctional Smart Glass. Zeiss sieht Anwendungsgebiete vor allem für Fahrerassistenzsysteme, gestenbasierte Steuerungen und AR-Anwendungen im Auto, aber auch für Kameras in Bildschirmen.

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Ob Wasser oder Stein, wenn Stoffe warm werden, dehnen sie sich aus. Der Grund ist ganz simpel: Die Atome und Moleküle bewegen sich stärker und brauchen mehr Platz. Doch manche Stoffe widersetzen sich dieser Regel – zum Beispiel das Mineral Cordierit, aus dem auch viele hitzebeständige Pizzasteine bestehen. Cordierit ändert seine Größe nur geringfügig, egal wie heiß das Material wird. In eine Richtung schrumpft es im Ofen sogar, während es sich in den beiden anderen Richtungen ausdehnt.

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Smartphones und Kopfhörer laden längst kabellos. Jetzt macht sich das Wireless Power Consortium (WPC) daran, die Kabel aus der Küche zu verbannen. Ob Toaster, Mixer oder Kaffeemaschine: Sie alle kann Ki (hat nichts mit Künstlicher Intelligenz zu tun), so heißt die neue Technik des WPC, künftig ohne Strippe mit Strom versorgen. Das WPC ist das Gremium, das auch hinter der weit verbreiteten drahtlosen Qi-Ladetechnik für Smartphones und Kopfhörer steckt.
Anders als bei Qi ist mit Ki aber nicht bei Ladeströmen von 15 Watt Schluss. Stattdessen lassen sich mit Ki bis zu 2200 Watt übertragen, genug, um quasi alle gängigen Küchengeräte mit Strom zu versorgen. Die Spezifikationen des Standards sind laut Petri Vuori, zuständig für das Qi-Ökosystem beim WPC, im Dezember finalisiert worden. Auf der CES zeigen Philips und Midea erste Geräte, die ganz ohne Kabel auskommen, darunter ein Wasserkocher, ein Mixer, ein Toaster und ein Sandwichmaker. Wie beim Qi-Laden wird der Strom induktiv übertragen. Spulen für die Ki-Versorgung lassen sich in induktive Kochfelder integrieren oder unter Arbeitsplatten verstecken. Dient ein Kochfeld für die Stromversorgung, kann man auf diesem auch weiterhin ganz normal kochen.
Das Prinzip Ki funktioniert ähnlich wie Qi. Wie beim Laden des Smartphones fließt Strom von der Steckdose in eine Kupferspule, die diesen in ein Magnetfeld umwandelt. Wird ein Ki-fähiges Gerät auf den Sender gestellt, wandelt eine Kupferspule im Gerät das Magnetfeld wieder in Strom um, der das Gerät versorgt. Für wiederkehrende Kritik an der Drahtlostechnik sorgt deren im Vergleich zur kabelgebundenen Stromversorgung geringe Effizienz. Das WPC will diese im Vergleich zu früheren Qi-Versionen stark verbessert haben und spricht von Effizienz zwischen 85 und 90 Prozent.
Obwohl die Materialkosten für die Kupferspulen und die Elektronik, die für Ki nötig sind, laut WPC nur ein paar Euro betragen, dürfte eine Umrüstung auf Ki kostspielig und rohstoffintensiv werden. Schließlich braucht es nicht nur ein neues Kochfeld oder eine Arbeitsplatte, sondern auch die Haushaltsgeräte selbst. Laut Vuori sollen im Herbst erste Geräte auf den Markt kommen. Neben Philips und Midea gehören Bosch, Miele, Whirlpool, Samsung, Beko und Electrolux zur Ki-Allianz.

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Toxische Männlichkeit mal anders: Forschende haben eine neue Methode zur biologischen Schädlingsbekämpfung entwickelt. Dabei werden männliche Insekten gentechnisch so verändert, dass sie giftige Proteine in ihrer Samenflüssigkeit produzieren. Nach der Paarung sterben die krankheitsübertragenden weiblichen Insekten an den Toxinen. Diese „Toxic Male Technique“ könnte die Anzahl krankmachender Insekten und Agrar-Schädlinge schneller und effektiver verringern als derzeitige Methoden.

Insekten stellen eine wachsende Bedrohung für die globale Gesundheit und Landwirtschaft dar. Pflanzenschädlinge verursachen jährlich Ernteschäden in Milliardenhöhe. Da blutsaugende Stechmücken zudem Krankheiten wie Malaria, Dengue, Zika, Chikungunya und Gelbfieber übertragen können, verursachen Insekten auch Millionen von Infektionen und Hunderttausende von Todesfällen jährlich. Was tun gegen die Blutsauger?

Bei blutsaugenden Mücken wie Aedes aegypti und Anopheles gambiae stechen allerdings nur die Weibchen. Chemische Pestizide können jedoch nicht zwischen männlichen und weiblichen Tieren differenzieren und töten diese daher gleichermaßen ab. Als Beifang nehmen zudem andere Arten, darunter auch Nützlinge, und ganze Ökosysteme Schaden. Hinzu kommt, dass Insekten immer öfter resistent gegen die verfügbaren Pestizide sind.

Eine vielversprechende Alternative zu Pestiziden ist die genetische Biokontrolle. Dabei werden männliche Insekten durch Strahlung sterilisiert oder gentechnisch so verändert, dass sie für Weibchen letale Gene tragen. Werden diese Männchen freigesetzt, paaren sie sich mit den wilden Weibchen, die daraufhin jedoch keine oder nur männliche Nachkommen hervorbringen.

Das verzerrt auf Dauer allerdings das Geschlechterverhältnis und bedroht die Art an sich. Die erwachsenen Weibchen leben zudem weiter und verbreiten weiterhin Krankheiten, bis sie auf natürliche Weise sterben.

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Ein scheinbar unmöglicher Fund: Geologen haben Anomalien im Erdmantel entdeckt, die wie untergetauchte tektonische Platten aussehen, aber unmöglich welche sein können, da sie fernab jeglicher Plattengrenzen liegen. Eine der größten Anomalien liegt zum Beispiel in 900 bis 1.200 Kilometer Tiefe unter dem westlichen Pazifik. Doch befinden sich dort wirklich „unmögliche“ versunkene Welten? Bislang kann das Forschungsteam nur spekulieren.

Die tektonischen Platten unseres Planeten sind ständig in Bewegung. Durch Konvektionsströme im äußeren Erdmantel driften sie voneinander weg, aufeinander zu, stoßen zusammen oder reiben aneinander. Um zu sehen, was genau sich gerade unter unseren Füßen abspielt, ermitteln Geologen mit Seismografen die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen. Daraus lässt sich die innere Struktur der Erde ableiten – ähnlich wie Ultraschall einen Blick ins Körperinnere ermöglicht.

Forschende um Thomas Schouten von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich haben die Struktur des Erdinneren nun erstmals mit einem neuen hochauflösenden Verfahren gescannt. Anders als frühere Messtechniken macht sich die sogenannte Full Waveform Inversion nicht nur einen Typ von Erdbebenwellen zu Nutze, sondern alle Arten von seismischen Wellen. Um die enormen Datenmengen zu analysieren, verwendeten Schouten und seine Kollegen einen Supercomputer.

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Ab kurz vor den Weihnachtsfeiertagen führte die Wahl von Thilo Mischke als neuen Moderator für die ARD-Kultursendung “ttt – titel, thesen, temperamente” in sozialen wie journalistischen Medien zu durchaus lebhaften Diskussionen. Den allgemeineren Zusammenhang finden interessierte Leser*innen z.B. hier bei Übermedien oder aktuell in diesem gerade erschienenen offenen Brief. Ich gehe in diesem Blogbeitrag nur auf denjenen Teil der Problematik ein, der mein eigenes Arbeitsfeld betrifft, nämlich die Wissenschaftskommunikation, speziell den guten oder eben problematischen Umgang von Journalismus mit Wissenschaft. [Content-Warnung: Vergewaltigung.]

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Ursprung des Gencodes: Die Basenabfolge unserer DNA kodiert die Bauanleitungen für Proteine über die Abfolge ihrer Grundbausteine, der Aminosäuren. Doch der genetische Code für diese Proteinbausteine könnte zu Beginn des Lebens anders ausgesehen haben als heute, wie neue Analysen nahelegen. Der heutige DNA-Code war demnach nicht der erste Code des Lebens. Zudem fanden einige Aminosäuren früher als gedacht Einzug in den Gencode, andere später.

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Zeitmessung der Zukunft: Ein neuer Ansatz könnte künftige Atomkernuhren einfacher, sparsamer und ungefährlicher machen. Denn wie ein Experiment belegt, eignet sich auch ein Dünnfilm aus Thoriumfluorid als Material für diese hochgenaue Zeitmessung. Der Vorteil: Anders als Thoriumkristalle ist ein solcher Dünnfilm leicht mittels Vakuumverdampfung herzustellen, benötigt weniger Thorium-229 und ist daher weniger radioaktiv. Das könnte Atomkernuhren praktikabler und mobiler machen, berichten Physiker in „Nature“.

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Zwei Physiker meinen, einen Weg gefunden zu haben, um das sogenannte anthropische Prinzip zu beweisen – oder entkräften – das besagt, dass die Menschheit das Universum nur beobachten kann, weil das Universum sich genau so entwickelt hat, dass Leben entstehen konnte. Besonders interessant an ihrem Vorschlag sei, dass der experimentelle Test der 50 Jahre alten Formulierung in gar nicht einmal so ferner Zukunft möglich sein könnte, schreibt Nemanja Kaloper von der University of California, Davis. Ausgearbeitet hat er den Vorschlag mit seinem Kollegen Alexander Westphal vom Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) in Hamburg.