Chalkogenide sind vielseitige Werkstoffe, die für Solarzellen, Fotodetektoren und weitere Anwendungen in den Bereichen Energieumwandlung und Licht rege erforscht werden.
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Chronische Wunden belasten Betroffene und das Gesundheitssystem gleichermassen. Forschende der Empa arbeiten deshalb an einem innovativen Material, das bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht Wirkstoffe freisetzt. Als Bestandteil eines Pflasters könnte diese Technologie die Wundbehandlung verbessern und den Weg für eine neue Generation intelligenter Wundtherapien ebnen.
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Der diesjährige Nobelpreis für Physiologie oder Medizin würdigt die Optogenetik − eine biotechnologische Methode, mit der sich Vorgänge in Zellen gezielt über Licht steuern lassen. Am Paul Scherrer Institut PSI arbeiten Forschende daran, dieses Prinzip über Nervenzellen hinaus auf weitere Zelltypen und Organe auszuweiten. Damit könnte eine neue Generation optogenetischer Werkzeuge entstehen – bis hin zu der Möglichkeit, biologische Prozesse künftig mit Licht statt mit Medikamenten zu steuern.
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Eine internationale Forschungskooperation, die führende Einrichtungen aus Deutschland, Korea und der Schweiz vereint, um die Grenzen der Quanten-Spintronik zu erweitern
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2016 wurde mit NEST ein neues Kapitel auf dem Empa Campus in Dübendorf aufgeschlagen. Das ambitionierte Ziel: Die Innovationsplattform, die als Demonstrator für die gebaute Umwelt dient, soll Forschung, Industrie und öffentlicher Hand dabei helfen, schneller nachhaltigere Lösungen für den Gebäudepark zu entwickeln. Die Bilanz fällt nach zehn Jahren durchweg positiv aus: zehn innovative Bauprojekte, ein Netzwerk aus rund 150 Partnern und mehrere Innovationen, die den Markteintritt geschafft haben.
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Laserschweissen ist eine fortschrittliche Technik zur Herstellung hochwertiger Bauteile für eine Vielzahl von Anwendungen, von der Raumfahrt bis zur Medizin. Forschende der Empa und des Quantencomputing-Unternehmens Terra Quantum haben ein KI-Modell entwickelt, mit dem sich der komplexe Schweissprozess präzise simulieren und optimieren lässt – und das in Bruchteilen einer Sekunde.
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Ein Raketenstart ist nichts für schwache Nerven – und erst recht nichts für empfindliche Elektronik. Trotzdem müssen Satelliten die Schwingungen beim Launch unbeschadet überstehen. In Zusammenarbeit mit dem Schweizer Raumfahrt-Unternehmen «Beyond Gravity» haben Empa-Forschende eine Lösung entwickelt, wie man gefährliche Vibrationen «entschärfen» kann.
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Wie viel Mikroplastik über die Atmosphäre hierzulande in die Umwelt gelangt, haben Empa-Forschende gemeinsam mit Forschenden der Eawag und von Agroscope erstmals systematisch untersucht. Das Ergebnis: Jährlich werden Böden und Gewässer mit mehr als 200 Tonnen Plastikpartikel belastet. Davon landen etwa zwei Fünftel auf landwirtschaftlichen Flächen und in Seen und Flüssen.
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Wissenschaftler am Paul Scherrer Institut PSI haben die Händigkeit von atomaren Schwingungen, sogenannten chiralen Phononen, durch ein elektrisches Feld umgekehrt. Chirale Phononen verbinden Magnetismus mit atomaren Bewegungen. Die Möglichkeit, diese zu steuern, eröffnet neue Perspektiven für die phononenbasierte Informationstechnologie.
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Giacomo Sala verbindet zwei bislang getrennte Disziplinen der Physik: die etablierte Spintronik und die junge Quantengeometrie. Sein Projekt Q-GEOMSPIN am Paul Scherrer Institut PSI könnte den Weg zu effizienteren Datenspeichern ebnen – und wird nun mit rund 2,2 Millionen CHF vom Europäischen Forschungsrat ERC gefördert.
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Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI, der ETH Zürich und der Universität Amsterdam konnten erstmals direkt den optischen Magnus-Effekt beobachten. Das Phänomen ist das optische Gegenstück zu einem Effekt aus der klassischen Mechanik. Für Quantencomputer ist er relevant, weil er die präzise Kontrolle ihrer grundlegenden Informationseinheiten, der Qubits, beeinflusst.
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Vom Jahrhundertbauwerk bis zum Strassenschild ist unsere gebaute Umwelt Wind und Wetter ausgesetzt. Doch welche atmosphärischen Einflüsse sind es, vor denen man Neubauten schützen muss? Und wie lässt sich der «Zahn der Zeit» am Weltkulturerbe ausbremsen? Empa-Forschende analysieren die Korrosion von Metall-Bauelementen und arbeiten an einem wirtschaftlichen und nachhaltigen Umgang mit dem grossen Rosten.
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Die Zukunft des Fliegens im Blick: Am 20. August wurde auf dem Areal des Paul Scherrer Instituts PSI die «aerobrew»-Demonstrationsanlage feierlich eingeweiht. Sie ist ein Gemeinschaftsprojekt des PSI und des Zürcher Unternehmens Metafuels. Hier wird die Herstellung von nachhaltigem Flugtreibstoff erprobt und für die Kommerzialisierung vorbereitet: besonders effizient hergestelltes synthetisches Kerosin.
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Dünnschichten aus Metalloxiden sind die Schlüsseltechnologie hinter dem Grossteil unserer Elektronik. Über die mechanischen Eigenschaften dieser Nanometer-feinen Technologiewunder ist jedoch erstaunlich wenig bekannt. Empa-Forscher Vivek Devulapalli will diese Wissenslücke schliessen. Für sein Forschungsvorhaben hat er nun ein zweijähriges «Empa Young Scientist Fellowship» erhalten.
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Am Paul Scherrer Institut PSI sind die ersten Positronen an einer Testquelle für den geplanten Teilchenbeschleuniger der nächsten Generation am CERN erzeugt worden. Der Future Circular Collider könnte in Zukunft die Nachfolge des Large Hadron Collider antreten.
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Forschende der Universität Bern haben gemeinsam mit der ETH Zürich und der ZHAW eine neue, besonders schonende Methode für die Suche nach künftigen Medikamenten entwickelt. Statt harschen Chemikalien setzen sie auf natürliche Reaktionshelfer aus der Natur, um grosse Sammlungen potenzieller Wirkstoffe aufzubauen. Diese arbeiten in Wasser und unter milden Bedingungen. So könnte die Suche nach neuen Arzneimitteln in Zukunft effizienter und ressourcenschonender werden.
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Forschung und Behörden aus ganz Europa arbeiten im EU-Grossprojekt «PARC» zusammen, um die Risikobewertung von Chemikalien weiterzuentwickeln. Forschende der Empa in St. Gallen beteiligen sich an der Teilaufgabe «Safe and Sustainable by Design» und entwickeln Methoden, mit denen die Sicherheit und Nachhaltigkeit von neuen Chemikalien bereits ab den ersten Entwicklungsschritten beurteilt werden kann.
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Mehrere Krebsarten werden durch Mutationen ausgelöst, die mit einem Protein namens B-Raf in Zusammenhang stehen. Forschende am Paul Scherrer Institut PSI haben eine bislang unbekannte Proteinstruktur gefunden und entschlüsselt, die B-Raf während der Zellteilung bildet. Ihre Studie, die nun in der Fachzeitschrift Molecular Cell veröffentlicht wurde, eröffnet neue Ansätze für Krebstherapien.
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Kleine Anlagen könnten Ammoniak künftig direkt dort produzieren, wo er gebraucht wird. Eine globale Analyse unter Beteiligung des Paul Scherrer Instituts PSI zeigt, an welchen Standorten und unter welchen Bedingungen solche Minifabriken klimaverträglicher und wirtschaftlich arbeiten können. Ammoniak ist unverzichtbar für Dünger und könnte künftig auch als Treibstoff für Schiffe dienen.
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Feinstaub aus den Wüsten Nordafrikas gelangt in immer grösseren Mengen nach Europa. Das hat Folgen für die Gesundheit und die Solarenergie. Eine umfassende Studie unter Federführung des Paul Scherrer Instituts PSI, publiziert in der Fachzeitschrift Nature, zeigt: Die Belastung steigt – und könnte sich durch den Klimawandel weiter verschärfen.
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Forschende am Paul Scherrer Institut PSI haben die weltweit erste achromatische Linse für die Neutronenbildgebung entwickelt. Die Linse überwindet ein seit Langem bestehendes Hindernis, denn sie fokussiert Neutronen unterschiedlicher Wellenlängen so gut, dass ein scharfes, vergrössertes Bild entsteht. Mit dieser Linse können Forscher nun dicke Proben durchleuchten und Vorgänge beobachten, die im Inneren sperriger Geräte wie Öfen, Kryostaten oder Druckzellen stattfinden.
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Oberschenkelhalsknochen brechen nicht nur aufgrund mangelnder Knochendichte. Auch ihre Nanostruktur – die Orientierung der Kollagenfasern, aus denen Knochen bestehen – ist von Bedeutung. Das legen die Untersuchungen von Forschenden des Paul Scherrer Instituts PSI mithilfe eines neuen Röntgenverfahrens nahe.
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Das METAS hat das Paul Scherrer Institut PSI als designiertes Institut für die Messgrösse der Neutronenfluenz benannt. Damit ist das PSI Teil der nationalen Messbasis und trägt zur Stärkung der Schweizer Qualitätsinfrastruktur bei.
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Würde man bestehende Dieselbusse für den Elektrobetrieb umrüsten, liesse sich der gesamte europäische Busverkehr rund 15 Jahre früher elektrifizieren, zeigt eine Empa-Studie. Davon würde nicht nur die Umwelt profitieren, sondern auch die Busbetreiber. Mit den eingesparten Kosten könnten sie das ÖV-Angebot ausbauen – und das ohne grossen Bedarf an zusätzlicher Infrastruktur.
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Forschende am Paul Scherrer Institut PSI haben ein KI-System entwickelt, das Gewebebilder aus der Computertomografie so einfärbt, als seien klassische Gewebeschnitte erstellt worden. Dadurch könnten krankhafte Veränderungen künftig zerstörungsfrei und dreidimensional analysiert werden. Die Studie erschien im Journal of the Royal Society Interface.
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Die Junge Akademie Schweiz hat den Empa-Forscher Vanja Djinlev zum Mitglied ernannt. Die Ernennung würdigt seine wissenschaftlichen Leistungen sowie sein Engagement für die Überbrückung der Kluft zwischen Forschung und Gesellschaft, insbesondere im Streben nach mehr Energiegerechtigkeit.
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Die Schweiz steht vor einer drängenden Frage: Woher soll im Winter der Strom kommen, wenn Atomkraftwerke vom Netz gehen und der Verbrauch durch Wärmepumpen und Elektromobilität steigt? Ein aktueller Bericht der Axpo zeichnet ein ernstes Bild und skizziert zwei mögliche Szenarien. Wind und Gas oder neue Kernkraftwerke. Im Gespräch mit der SATW ordnet Nathalie Casas, Leiterin des Departements Energie, Mobilität und Umwelt der Empa sowie Neumitglied der SATW, die Befunde ein. Ihr Fazit lautet: Alle Technologien haben ihre Herausforderungen. Wer sich gegen eine Technologie entscheidet, muss sich für eine andere entscheiden.
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Flugzeuge emittieren beim Starten und Landen ultrafeine Aerosol-Partikel. Manche enthalten auch Schmieröl, wie Messungen von Forschenden am Paul Scherrer Institut PSI im Umfeld des Flughafens Zürich zeigen. Ein Schlüssel zur Lösung sind schwefelarme Treibstoffe.
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Die Software AiiDAlab wurde ursprünglich zur Vereinfachung von Computersimulationen in der Materialforschung entwickelt. Ein Forschungsteam unter der Leitung des Paul Scherrer Instituts PSI und der Empa hat nun neue Anwendungsfelder aufgezeigt: von der Atmosphärenforschung über die Steuerung von Experimenten bis zur Lehre.
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Mit Hilfe des James-Webb-Weltraumteleskops JWST ist es einem internationalen Team mit Beteiligung der Universität Bern, der Universität Genf sowie des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) PlanetS gelungen, detaillierte Klimakarten von zwei felsigen Exoplaneten mit erdähnlicher Masse zu erstellen.
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