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Die Röntgenmikroskopie (Kryo-SXT) ermöglicht hochaufgelöste Einblicke in das Innere von Zellen und Zellorganellen – und das in drei Dimensionen. Bisher wurden die 3D-Datensätze zeitaufwändig manuell analysiert. Nun hat ein Team der Freien Universität Berlin einen Algorithmus entwickelt, der auf einem „gefalteten“ neuronalen Netz basiert. Mit Expertinnen und Experten aus der Zellbiologie (FU Berlin) und der Röntgenmikroskopie am Helmholtz Zentrum Berlin wurde dieser Algorithmus nun erstmals zur Analyse von Zellbestandteilen in Kryo-SXT-Datensätzen eingesetzt und konnte innerhalb weniger Minuten Zellorganellen identifizieren und detailstarke, komplexe 3D-Abbildungen produzieren.<...
Die Reibung in unseren Gelenken ist extrem gering – wie ist das physikalisch überhaupt möglich? Messungen an der TU Wien liefern Erklärungen und Ideen für neue Behandlungsmethoden. Reibung und Verschleiß als ewiges Ärgernis – das kennt man in der Technik genauso wie in der Medizin. Ob Schaltgetriebe oder Kniegelenk, immer wünscht man sich, dass bewegliche Teile mit möglichst geringer Reibung übereinander gleiten, sodass Energieaufwand und Abnützung möglichst klein sind.

Die Natur löst dieses Problem auf bewundernswert effektive Weise: Die Reibung in einem gesunden Gelenk ist um Größenordnungen kleiner als bei beweglichen Teilen einer Maschine. Wie die Natur das schaf...
Vom Menschen gemachte Umweltbelastungen gibt es viele. Zu den gravierendsten gehört die Verschmutzung mit der gesundheitsschädlichen Ewigkeitschemikalie PFAS, die in vielen Böden und Gewässern und damit auch in unserer Nahrung zu finden ist. Sie zu entfernen ist zwar möglich, aber aufwendig und produziert Sondermüll. Nun ist es Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem PFAS energieeffizient aus kontaminiertem Wasser entfernt werden könnten. Das Projekt AtWaPlas endete dieser Tage nach zwei Jahren Forschungsarbeit mit konkret anwendbaren Ergebnissen.

Per- und polyfluorierte Alkylverbindung...
Winzige Plastikpartikel sind ein Umweltproblem. Sie können sogar in lebende Zellen eindringen. An der TU Wien wurde nun eine Methode entwickelt, solche Partikel präzise und schnell zu detektieren. Dass Mikroplastik ein Problem ist, ist mittlerweile bekannt: Es handelt sich dabei um winzige, kaum sichtbare Plastikpartikel, die in die Umwelt gelangen und Schaden anrichten können, zum Beispiel, wenn sie von Tieren gefressen werden. Schwer abzuschätzen ist bisher aber der Effekt von noch kleineren Partikeln, die mit herkömmlichen Methoden kaum nachgewiesen werden können: Bei Plastikteilchen mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer spricht man von „Nanoplastik“. Solche win...
Forschende aus der Schweiz und aus China haben den weltweiten Handel mit hochgiftigen Chemikalien untersucht, die einem globalen Vertrag unterliegen, dem Rotterdamer Übereinkommen. Die Ergebnisse sind ernüchternd: Fast die Hälfte des Gesamtvolumens geht illegal über Landesgrenzen. Dies verlangt nach entschiedenen Massnahmen auf nationaler und internationaler Ebene.

54 Chemikalien und Gruppen von Chemikalien fallen unter das Rotterdamer Übereinkommen, weil sie ein sehr hohes Potenzial aufweisen, die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu schädigen. Darunter zum Beispiel Quecksilberverbindungen, diverse Pestizide sowie fünf der sechs Arten von Asbest. Das Übereinkommen, auch P...
Die geordneten Bereiche von Proteinen lassen sich gut untersuchen. Entsprechend viel ist auch über die Rolle dieser Bereiche in der biologischen Funktion der jeweiligen Proteine bekannt. Dass aber auch ungeordnete Bereiche entscheidend sind, das zeigte nun ein Forschungsteam um die Biochemikerin Prof. Dr. Ute Hellmich in einer umfassenden Untersuchung des ungeordneten Bereichs eines Rezeptorkanal-Proteins. Im renommierten Fachmagazin „Nature Communications“ belegt die Gruppe mithilfe von elf unterschiedlichen Methoden, dass und wie dieser Bereich die Funktion des gesamten Proteins beeinflusst. Ungeordnete Bereiche von Proteinen sollten daher in der Forschung nicht vernachlässigt werden...
Es gibt Neuigkeiten aus dem Immunsystem: Dendritische Zellen wandern im Verbund an der Außenseite von Blutgefäßen entlang. Botenstoffe halten dieses dynamische Netzwerk stabil. Die Zellen des Immunsystems zirkulieren vor allem im Blut und wandern nach einer Entzündung in die Gewebe des Körpers ein. Einige Typen von Immunzellen befinden sich allerdings dauerhaft in den Geweben, wo sie sich zu dreidimensionalen Netzwerken zusammentun.

Wie entstehen diese Netzwerke und wie werden sie aufrechterhalten? Für die langlebigen Makrophagen (Fresszellen) ist die Antwort schon bekannt: Sie siedeln sich in sogenannten Nischen an. Dabei handelt es sich um eine Umgebung aus bindegewebigen Zell...
Elektronenmikroskope werden in der heutigen Zeit vielfältig in der Industrie sowie der Forschung eingesetzt, wenn kleinste Strukturen beobachtet werden sollen. Seit einiger Zeit nutzen Forschende kürzeste Laserpulse, um die Elektronenquellen dieser Mikroskope, meist nadelförmige Spitzen aus Metall, in einem gepulsten Modus zu betreiben. Damit ist es möglich nicht nur sehr kleine, sondern auch sehr schnelle Prozesse zu beobachten. Ein Problem ist hierbei jedoch, was passiert, wenn mehrere Elektronen auf einmal auf diesen Skalen ausgelöst werden.

Dabei geht es um ein vergleichsweise anschauliches Problem. Bereits in der Oberstufe der Schule wird unterrichtet wie sich zwei gleiche L...
Ein Forschungsteam hat Leuchtdioden (LEDs) hergestellt, die Licht in zwei Wellenlängenbereichen gleichzeitig ausstrahlen und für eine vereinfachte die Frischeüberwachung von Obst verwendet werden können. Wie die Forschenden in der Zeitschrift Angewandte Chemie schreiben, bewirkte eine Modifizierung mit Perowskitmaterialien, dass die LEDs auch im Nahinfrarotbereich emittierten, einem Wellenlängenbereich, der in der berührungsfreien Lebensmittelüberwachung wichtig ist.

Perowskite sind Kristalle, die Licht einfangen und umwandeln können. Wegen ihrer einfachen Herstellung und großen Effizienz werden Perowskite in Solarzellen, aber auch für andere Technologien eingesetzt und inte...
Nicht nur die Energiewende rückt den heimischen Bergbau wieder stärker in den Fokus der Rohstoffindustrie. Allerdings sind die meisten der leicht zugänglichen Quellen bereits erschöpft. Der Fokus muss zukünftig darauf liegen, mineralische Rohstoffe effizient aus immer komplexeren und niedrigwertigeren Lagerstätten zu gewinnen und zu verarbeiten. Dafür sind zuverlässige und robuste Modellierungsverfahren nötig, die optimale Strategien ermitteln. Dr. Lucas Pereira vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie hat in seiner Promotion genau solche Methoden für die mechanische Aufbereitung von komplexen Erzen entwickelt. Daür erhielt er den Helmholtz-Promotionspreis.
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