Ruhr-Universität Bochum
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| Universitätsstraße 150 |
| 44801 Bochum, Deutschland |
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| Telefon | 0234 32-201 |
| URL | www.ruhr-uni-bochum.de/ |
Mitten in der dynamischen Metropolregion Ruhrgebiet im Herzen Europas gelegen ist die RUB mit ihren 20 Fakultäten Heimat von über 43.000 Studierenden aus über 130 Ländern.
Ihren Erfolg in der Forschung verdankt die RUB der engen Verknüpfung der Fachdisziplinen auf dem Campus, dank derer sie flexibel auf aktuelle Forschungsfragen reagieren kann. Dieses Herangehen macht die RUB zu einem Ort der internationalen Spitzenforschung, der eingebunden ist in das weltweite Netz der leistungsstärksten wissenschaftlichen Institutionen in ihren Schwerpunktbereichen.
Von diesem Erfolg in der Wissenschaft profitieren auch die Studierenden der RUB, die von Beginn an durch das Prinzip des Forschenden Lernens an der Forschung teilhaben. Talente können sich hier entfalten; dafür sorgt die RUB mit zahlreichen Programmen, die auf jeder Stufe des Karrierewegs individuell fördern. Dieses Engagement reicht auch über die Grenzen des Wissenschaftssystems hinaus: Industrie und Transfer bleiben im Studium keine abstrakten Themen, sondern Studierende mit Gründergeist können sich ausprobieren. Kooperationen mit der Wirtschaft zum beidseitigen Vorteil stärken die RUB und die Region.
Mitarbeiter
Mithilfe der Nanosensoren lassen sich Reaktionen mit unsichtbarem Licht verfolgen. Das spart Materialien und Zeit.Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS und die Ruhr-Universität Bochum haben gemeinsam ein Verfahren entwickelt, das eine neuartige Form der Signalverstärkung von diagnostischen Tests ermöglicht. Durch den fortschrittlichen Einsatz von leuchtenden Kohlenstoff-Nanoröhren in der Bioanalytik können Testverfahren sensitiver, schneller und günstiger durchgeführt werden. Die Sensoren lassen sich für enzymatische Verfahren nutzen. Durch ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Reaktionsbedingungen eröffnet sich ein breites Anwendungsspektrum für Standardverfahren wie beispielsweise ELISAs, kurz für „Enzyme-linked Immunosorbent Assay“. Die...
Neutronensterne können viel schwerer sein, als die Theorie vorhersagt. Schuld daran sind vermutlich Hyperonen, wenig verstandene Elementarteilchen. Neue Simulationen sollen Theorie und Experiment in Einklang bringen.Neutronensterne zählen zu den dichtesten Objekten des Universums. Die Vorgänge in ihrem Inneren geben der Teilchenphysik Rätsel auf. Beobachtungen und Theorie passen nicht zueinander. Schuld daran könnte ein mangelndes Verständnis der sogenannten Hyperonen sein – Teilchen, die einen besonderen Bestandteil, das Strange-Quark, besitzen. Sie sind instabil und daher schwer zu untersuchen. Prof. Dr. John Bulava von der Ruhr-Universität Bochum will ihnen mithilfe von Computersimulationen auf die Schliche kommen. Der Europäische Forschungsrat ERC fördert seine Arbeiten im Rahmen...
Oberflächen von komplexen metallischen Mischkristallen atomar genau verstehen und designen will ein neuer Forschungsverbund.Die Oberflächen von komplexen Mischkristallen aus fünf oder mehr Elementen versprechen viele wünschenswerte Eigenschaften, die unter anderem für die Energiewende bedeutend sind. Um aus ihnen in Zukunft leistungsstarke Elektrokatalysatoren entwickeln zu können, müssen diese Oberflächen zuerst auf atomarer Ebene genau verstanden und kontrolliert werden. Dieses Ziel verfolgt der neue Sonderforschungsbereich (SFB) 1625 „Atomarskaliges Verständnis und Design von multifunktionalen Mischkristalloberflächen mit komplexer chemischer Zusammensetzung“, den die Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt hat. Der Verbund wird von Prof. Dr. Alfred Ludwig an der Ruhr-Universität...
Um Batterien sicherer und länger haltbar zu machen, müssen die Prozesse in ihrem Inneren atomgenau verstanden werden. Tong Li will im Rahmen eines Consolidator Grants die Grundlagen dafür schaffen.Berichte von explodierenden Handyakkus oder in Flammen stehenden Elektroautos erinnern immer wieder an die Gefahren von Batterien mit hohen Energiedichten. Für die Entwicklung von langlebigeren und sichereren Batterien fehlt es an Detailwissen über die elektrochemischen Prozesse im Inneren der Batterie, genauer gesagt an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt. Diese Lücke möchte Prof. Dr. Tong Li schließen. Sie ist Professorin für Atomic-Scale Characterisation an der Ruhr-Universität Bochum und wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem Consolidator Grant ausgezeichnet.Mit...
Probleme mit Hautunreinheiten kennen viele Menschen. Abhilfe kann kaltes Plasma schaffen. Das zeigen Studien an der Ruhr-Universität. Auch ein Start-up der Worldfactory steht schon in den Startlöchern.Kaltes Plasma wirkt antimikrobiell und entzündungshemmend. Das zeigen Studien des Lehrstuhls für Angewandte Elektrodynamik und Plasmatechnik an der Ruhr-Universität Bochum. Die Forschungserkenntnisse sind in ein technologiebasiertes Kosmetikprodukt geflossen, mit dem sich Hautunreinheiten behandeln lassen. Mit Unterstützung des Gründerstipendiums des Worldfactory Start-up Centers gründete die Bochumer Wissenschaftlerin Dr. Friederike Kogelheide das Start-up Glim Skin, welches das Produkt zur Serienreife gebracht hat. Anfang 2024 kommt es auf den Markt. Das Wissenschaftsmagazin Rubin der...
Der Lehrstuhl Werkstofftechnik und die Firma Doerrenberg forschen gemeinsam an 3D-druckbaren Hochleistungswerkzeugstählen, um energie- und materialsparende Fertigungsverfahren zu vereinen.Werkzeuge für Umformprozesse werden in der Regel aus Werkzeugstahl hergestellt und benötigen ein bestimmtes Eigenschaftsprofil, um optimal und über einen möglichst langen Zeitraum eingesetzt werden zu können. Bislang werden sie vor allem durch konventionelle Fertigungsverfahren wie das Gießen oder die spanende Materialbearbeitung hergestellt, wobei Material verloren geht. Für die additive Verarbeitung sind Werkzeugstähle bisher nur eingeschränkt geeignet. Eine Legierung zu finden, die die geforderten Eigenschaften aufweist und additiv gefertigt werden kann, ist Ziel eines Projekts am Lehrstuhl...
Leistungsfähig und haltbar sollen Katalysatoren sein. Um sie zu finden, gehen vier Teams systematisch gemeinsam mit neuen Konzepten auf die Suche. Dabei werden sie von der EU mit 10 Millionen Euro gefördert.Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Für seine Herstellung müssen Reaktionen katalysiert werden, die teils unter extremen Bedingungen stattfinden. Bisherige Elektrokatalysatoren halten das meist nicht lange aus – neue Materialien werden benötigt, die sowohl leistungsstark als auch langlebig sind, und idealerweise keine teuren und knappen Elemente enthalten. Mit einem neuen Ansatz macht sich ein dänisch-deutsch-schweizerisches Forschungskonsortium systematisch im Projekt „Directed Evolution of Metastable Electrocatalyst Interfaces for Energy Conversion”, kurz DEMI, auf die...
Bis zu viermal schneller als bisher vermisst ein neuer Algorithmus Materialbibliotheken. Er basiert auf maschinellem Lernen.Forschende sind mit Hochdruck auf der Suche nach neuen Materialien für zukünftige Technologien, von denen etwa die Energiewende abhängt – beispielsweise als Elektrokatalysatoren. Aufgrund ihrer vielseitigen Eigenschaften sind dafür vor allem solche Materialien interessant, die aus fünf oder mehr Elementen bestehen. Bei etwa 50 nutzbaren Elementen des Periodensystems ergibt sich eine schier unendliche Fülle möglicher Materialien. Felix Thelen vom Lehrstuhl Neue Materialien und Grenzflächen der Ruhr-Universität Bochum unter Leitung von Prof. Dr. Alfred Ludwig hat einen Algorithmus entwickelt, der die Materialkandidaten viermal schneller untersuchen kann als bisher. Das...
Ob Staaten sich an Abrüstungsverträge halten, ist nicht leicht zu kontrollieren. Wie das von Ferne mithilfe von zwei Antennen und einigen Spiegeln gelingen könnte, hat ein internationales Team erforscht.Ein internationales Forschungsteam hat ein neues Verfahren vorgeschlagen, mit dem sich Atomwaffenabrüstungsverträge kontrollieren lassen können. Die IT-Sicherheitsexperten entwickelten einen Mechanismus, der mittels Funkwellen von Ferne überwachen kann, ob Veränderungen in einem Raum vorgenommen werden. Wie robust und sicher es ist, beschreiben die Forscher in der Zeitschrift „Nature Communications“, online veröffentlicht am 17. Oktober 2023. Bei der Entwicklung kooperierten Teams des Max-Planck-Instituts für Sicherheit und Privatsphäre (MPI-SP) in Bochum, der Ruhr-Universität...
Für die Funktion biologischer Zellen ist es wichtig, in unterschiedliche Reaktionsräume unterteilt zu sein. Das geht mittels Membranen, aber auch ohne: Die spontane Entmischung bestimmter Arten von Biomolekülen führt zur Bildung sogenannter Kondensate. Warum und unter welchen Umständen sie sich bilden, ist Gegenstand der Forschung. Durch Computersimulationen konnten Prof. Dr. Lars Schäfer und Dr. Saumyak Mukherjee aus der Theoretischen Chemie der Ruhr-Universität Bochum einen oft übersehenen Mitspieler identifizieren: Wasser. Aufgrund ihrer Menge spielen die kleinen Wassermoleküle eine genauso wichtige Rolle wie die großen Biomoleküle beim molekularen Tauziehen der Triebkräfte, die hinter der Ausbildung der Kondensate stecken. Ihre Ergebnisse beschreiben die beiden Forscher in der...
Der Lehrstuhl für Mikrosystemtechnik befasst sich mit der Forschung zu Si-basierten Mikrosystemen und zu 2D-Materialien und daraus abgeleiteten Komponenten und Systemen und beherbergt das Forschungslabor Mikroelektronik Bochum für 2D-Elektroniksysteme, das vom BMBF gefördert wird. Der Reinraum des Lehrstuhls verfügt über eine zeitgemäße Ausstattung für die beiden o.g. Technologien, die auf Substraten bis zum industrieüblichen Standard von 200 mm bearbeitet werden können. Die zukünftige Herausforderung besteht darin, die vorhandenen Technolgien über den Standort hinaus für die Wissenschaft und die Kooperation mit der forschenden Industrie nutzbar zu machen. Dazu sind zahlreiche grundlegende Fragen zur Organisation der Zusammenarbeit im Verbund mit den weiteren ForLabs (forlab.tech) in...
Der Ausstieg aus der Kohle verändert vieles für die Menschen im rheinischen Braunkohlerevier. An den notwendigen Strukturwandelprozessen sollen sie beteiligt werden, um einen gerechten und akzeptierten Übergang zu postfossilem Wirtschaften zu ermöglichen. Aber wie sieht es mit der Teilhabe und Beteiligung in der Realität aus? Das haben Forschende des Ruhr-Forschungsinstitut für Innovations- und Strukturpolitik (RUFIS) unter Mitwirkung von Wissenschaftler*innen der Ruhr-Universität Bochum im Auftrag der Klima-Allianz Deutschland untersucht. Ihre Ergebnisse sind ernüchternd: Beteiligungsangebote sind wenig inklusiv und transparent. Ambitionierte Methoden zur Partizipation wurden bisher kaum angewandt. Die Einbeziehung der Bevölkerung erfolgt stark top-down, und was am schwersten wiegt: „Es...
Durch innovative Technik könnte jede Kläranlage umweltfreundlich Methan aus Kohlendioxid produzieren. Das Methan kann wiederum wie Erdgas in der vorhandenen Infrastruktur genutzt werden.Versorgt man die Mikroorganismen, die in Kläranlagen das Wasser aufbereiten, zusätzlich mit etwas Wasserstoff und Kohlendioxid, stellen sie reines Methan her. Damit kommen Erdgasheizungen und -fahrzeuge klar, ohne dass es technischer Anpassungen bedarf. Die beiden Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum von Dr. Tito Gehring bei Prof. Dr. Marc Wichern und Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel haben gemeinsam ein technisches Zusatzmodul entwickelt, dass im Prinzip jede Kläranlage auf umweltfreundliche Weise zu einer CO2-Senke und dezentralen Methan-Erzeugungsanlage machen kann. Sie berichten in der Zeitschrift Cell...
Seit Jahrzehnten arbeiten Forschende daran, den Wirkstoff Acetylsalicylsäure, kurz ASS, den Wirkstoff in Medikamenten wie Aspirin, besser wasserlöslich zu machen. Denn er wird nicht nur gegen Schmerzen eingesetzt, sondern auch bei Herzinfarkten und Schlaganfällen, um die Bildung von lebensgefährlichen Blutgerinnseln zu verhindern. Je schneller die Medikamentengabe hier wirkt, desto besser. Einem Team der Anorganischen Chemie der Ruhr-Universität Bochum um Dr. Klaus Merz ist es nun gelungen, den Wirkstoff mit einem wirkungslosen Hilfsstoff zu einem Co-Kristall zu verbinden, das ihn besser wasserlöslich und damit schneller wirksam macht. Die Ruhr-Universität Bochum hat das Verfahren zum europäischen Patent angemeldet.Geschicktes Kristall-Design verbessert die Eigenschaften Neben der...
In einer Halbleiter-Nanostruktur haben Forschende einen überlagerten Quantenzustand erzeugt, der sich als Basis für das Quanten-Computing eignen würde. Der Trick: zwei fein aufeinander abgestimmte Laser.Einem deutsch-chinesischen Forschungsteam ist es gelungen, ein Quantenbit in einer Halbleiter-Nanostruktur zu realisieren. Mithilfe eines besonderen Energieübergangs erzeugten die Forschenden in einem Quantenpunkt – einem eng begrenzten Bereich des Halbleiters – einen überlagerten Zustand, in dem ein Elektronenloch gleichzeitig zwei verschiedene Energieniveaus besaß. Solche Überlagerungszustände sind die Basis für das Quantencomputing. Die Anregung des Zustands benötigt normalerweise einen Laser, der Licht im Terahertz-Bereich ausstrahlt. Diese Wellenlänge ist jedoch zu groß, um den Strahl...
Ein interdisziplinäres Forschungsteam aus Bochum, Duisburg und Zürich hat einen neuen Weg gefunden, modulare optische Sensoren zu bauen, die Viren und Bakterien nachweisen können. Die Forschenden nutzten dafür leuchtende Kohlenstoff-Nanoröhren mit DNA-Ankern. An die DNA-Anker lassen sich Erkennungseinheiten wie Antikörper binden, die mit bestimmten bakteriellen oder viralen Molekülen interagieren. Eine solche Interaktion verändert das Leuchten der Nanoröhren und macht es beispielsweise heller oder dunkler.„Durch die DNA-Anker und die daran befestigte Erkennungseinheit kann man sich den Zusammenbau eines solchen Sensors wie ein System aus Bauklötzen vorstellen, nur dass die einzelnen Teile 100.000-mal kleiner sind als ein menschliches Haar“, vergleicht Prof. Dr. Sebastian Kruss. Der Leiter...
Strom für die spätere Nutzung zu speichern, ist Voraussetzung für die Energiewende. Ein neues Schwerpunktprogramm setzt auf die Carnot-Batterie.Umweltfreundliche Energie aus Quellen wie Sonne oder Wind entsteht nicht unbedingt dann, wenn sie gebraucht wird. Eine der großen Herausforderungen der Energiewende liegt daher darin, den daraus erzeugten Strom zu speichern, um ihn später nutzen zu können – natürlich möglichst ohne große Energieverluste. Das neue Schwerpunktprogramm 2403 „Carnot-Batterien: inverses Design vom Markt zum Molekül“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft nimmt zu diesem Zweck sogenannte Carnot-Batterien in den Fokus, in denen die überschüssige Energie in Form von Wärme in Flüssigkeiten gespeichert wird. An dem Programm, das seit Juli 2023 für zunächst drei Jahre mit rund...
Mittlerweile befinden sich im Orbit um die Erde Tausende von Satelliten, und es werden noch viel mehr werden. Wie es aus IT-Perspektive um die Sicherheit dieser Systeme bestellt ist, haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum und vom CISPA Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit in Saarbrücken untersucht. Sie analysierten drei aktuelle Low-Earth-Orbit-Satelliten und stellten fest, dass aus technischer Sicht kaum moderne Sicherheitskonzepte eingesetzt wurden. Diverse Sicherheitsmechanismen, die heute in Handys und Laptops gängig sind, waren nicht zu finden: Beispielsweise gab es keine Trennung von Code und Daten. Interviews mit Entwicklerinnen und Entwicklern von Satelliten ergaben zudem, dass man sich in der Branche vorrangig auf Sicherheit durch Geheimhaltung verlässt.Die...
Wer ein wichtiges Word-Dokument sicher digital versenden will, kann es durch eine Signatur schützen – eigentlich. Denn wie Forscher des Lehrstuhls für Netz- und Datensicherheit am Horst-Görtz-Institut für IT-Sicherheit an der Ruhr-Universität Bochum und der Hochschule Mainz entdeckt haben, sind unbemerkte Manipulationen am Dokument ein Kinderspiel für Angreifer. Das Paper zu ihrer Forschungsarbeit „Every Signature is Broken: On the Insecurity of Microsoft Office’s OOXML Signatures“ stellen Simon Rohlmann, Vladislav Mladenov, Christian Mainka, Daniel Hirschberger und Jörg Schwenk auf der renommierten IT-Sicherheits-Konferenz „Usenix Security Symposium“ vor, die vom 9. bis zum 11. August 2023 in Kalifornien, USA, stattfindet.„Das Ziel einer digitalen Signatur ist es, die Integrität eines...
Sensoren, die ohne Zufuhr elektrischer Energie funktionieren, hat Dr. Philip Schmitt in seiner Doktorarbeit an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Dr. Simon Fahle optimierte in seiner Dissertation den Prozess des Ringwalzens mithilfe Künstlicher Intelligenz. Beide wurden für ihre herausragenden Arbeiten mit dem Gebrüder-Eickhoff-Preis ausgezeichnet. Der Preis wurde am 21. Juni 2023 übergeben.Kontinuierliche Überwachung ohne BatteriePhilip Schmitt entwickelte in seiner Arbeit typische Bauelemente der Mikroelektronik wie Verstärker, A/D-Wandler und Speicher als mikromechanische Komponenten. Die Komponenten können ähnlich wie elektronische Bauelemente miteinander in einem Netzwerk verschaltet werden. Anstelle von elektronischen...
Manche Werkstücke lassen sich mit herkömmlichen Methoden wie dem Gussverfahren nicht gut fertigen. Dann bietet sich ein additives Fertigungsverfahren an, zum Beispiel das Auftragschweißen. Dieses Verfahren zu optimieren ist Ziel des Projekts EWA, kurz für „Entwicklung kohlenstoff-martensitischer Werkzeugstähle für die additive Fertigung hochbeanspruchter Umformwerkzeuge mittels Wire-Arc Additive Manufacturing“. Ausgangsstoff sind dabei dünne, pulvergefüllte Drähte. Sie werden zu Stanz- und Umformwerkzeugen additiv verarbeitet. Das Projekt am Lehrstuhl Werkstofftechnik der Ruhr-Universität Bochum unter Leitung von Prof. Dr. Sebastian Weber wird im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Es startet mit einer...
Kryptowährungen unterliegen keiner zentralen Kontrolle. Die Community ist an der Macht. Aber sie kümmert sie sich schlicht nicht um alles, was nötig wäre. Dadurch könnte die Sicherheit des Geldes auf dem Spiel stehen.Eine entscheidende Eigenschaft von Kryptowährungen ist, dass sie dezentral organisiert sind und nicht wie herkömmliche Währungen von einer zentralen Bank verwaltet werden. Das bringt Probleme mit sich, wenn Forschende Sicherheitslücken in den Systemen der virtuellen Währungen finden. Teils ist unbekannt, wer die Systeme betreibt, ob sie von bekannten Sicherheitslücken betroffen sind und ob notwendige Sicherheitsupdates erfolgen. Wie lange es dauert, bis bekannte Sicherheitslücken in verschiedenen Kryptowährungen geschlossen wurden, haben Forschende um Prof. Dr. Ghassan...
Würden Reaktionen für die chemische Industrie ohne Lösungsmittel stattfinden, könnte man eine enorme Menge an umweltschädlichen oder gar giftigen Abfällen sparen. Prof. Dr. Lars Borchardt hat gezeigt, wie das geht: Er realisiert mit seinem Team mechanisch getriebene Reaktionen in katalytisch beschichteten Kugelmühlen. Um diese sogenannte direkte Mechanokatalyse marktfähig zu machen, muss sie in großem Maßstab und kontinuierlich funktionieren. Für seine Arbeiten daran erhält der Chemiker der Ruhr-Universität Bochum einen Proof of Concept Grant des Europäischen Forschungsrats ERC. Das Projekt namens „MechanoExtrusion“ wird für 18 Monate mit 150.000 Euro gefördert.Kein Tropfen LösungsmittelDie Chemie produziert unglaubliche Mengen an Abfall. Den Großteil davon machen Lösungsmittel aus, viele...
Wenn man sein Smartphone zückt, um schnell nach dem richtigen Weg zu suchen oder zu schauen, wann der nächste Bus fährt, ist meist sofort die Antwort da. Die Prozesse im Hintergrund laufen so schnell, dass man kaum auf den Gedanken kommt, dass es sie gibt. Aber es sind jede Menge Schnittstellen, die gesendete Daten überwinden müssen. Das Smartphone muss sich mit dem nächsten Mobilfunkmast verbinden. So ein Mobilfunkmast ist wiederum Teil eines deutschlandweiten Netzwerks, das von den großen Telekommunikationsunternehmen eingerichtet und betrieben wird. Auf diese Weise hat man als Endnutzer (fast) immer Empfang und kann sein Mobiltelefon ganz mobil nutzen.Um solche Verbindungen immer und überall zu ermöglichen, egal ob mit dem aktuellen iPhone oder einem LTE Banana Phone von Nokia, müssen...
Der Lehrstuhl für Mikrosystemtechnik in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik erforscht innovative Konzepte in der Mikroaktorik und der Mikrosensorik von den Grundlagen bis zur angewandten Forschung und dem Transfer in die wirtschaftliche Anwendung. Es steht ein eigener Reinraum mit 700 m2 zur Verfügung, der mit modernster Dünnfilmtechnologie für Wafer bis 200 mm Durchmesser ausgestattet ist und 2020 in Betrieb genommen wurde. Die Forschungsprojekte des Lehrstuhls umfassen die Konzeption, die Simulation und den Entwurf sowie die Realisierung im Reinraum und die umfassende Charakterisierung von Mikrosystemen.Das Schwerpunktprogramm KOMMMA (Cooperative Multistage Multistable Microactuator Systems) der DFG befasst sich mit kooperativen multistabilen Mikroaktor-Systemen,...
Kohlenstoff-Nanoröhren leuchten in Anwesenheit von Dopamin nicht nur heller, sondern auch länger. Die Leuchtdauer kann als neue Messgröße zum Nachweis von Botenstoffen dienen.Ein interdisziplinäres Forschungsteam aus Bochum und Duisburg hat einen neuen Weg gefunden, um den wichtigen Botenstoff Dopamin im Gehirn nachzuweisen. Die Forschenden nutzten Kohlenstoff-Nanoröhren dafür. In früheren Studien hatte das Team um Prof. Dr. Sebastian Kruß bereits gezeigt, dass die Röhren in Anwesenheit von Dopamin heller leuchten. Nun zeigte die interdisziplinäre Gruppe, dass sich auch die Dauer des Leuchtens verändert. „Es ist das erste Mal, dass ein so wichtiger Botenstoff wie Dopamin auf diese Art und Weise nachgewiesen werden konnte“, sagt Sebastian Kruß. „Wir sind davon überzeugt, dass sich dadurch...
Die Grundlagenforschung in der Mathematik verändert sich durch die Analyse und Verarbeitung immer größerer kombinatorischer Datenmengen aus Computerexperimenten.Kombinatorische und diskrete Daten wie Graphen, Netzwerke, Ordnungsstrukturen oder Gitter zur Oberflächenapproximation bilden eine wichtige Quelle für die Entwicklung mathematischer Theorien. Ihre Analyse in der Grundlagenforschung ist vergleichbar mit der Ableitung physikalischer Gesetzmäßigkeiten aus der Beobachtung von Naturphänomenen. Das neu eingerichtete Schwerpunktprogramm „Kombinatorische Synergie“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft zielt darauf ab, diese vielfältigen Daten systematisch in allen Bereichen der Mathematik und ihrer Anwendungen zu erfassen, zu analysieren und interdisziplinär zu nutzen. Das...
In bestimmten Molekülen, den sogenannten Fotosäuren, kann durch die Anregung mit Licht lokal ein Proton freigesetzt werden. In der Lösung kommt es zu einer plötzlichen Änderung des pH-Wertes – eine Art schneller Schalter, der für viele chemische und biologische Prozesse bedeutend ist. Bisher war allerdings noch unklar, was eigentlich genau im Moment der Protonenfreisetzung passiert. Genau das konnten Forschende im Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation RESOLV der Ruhr-Universität Bochum jetzt mittels neuer Technik experimentell beobachten. Sie sahen ein winziges Beben, das nur drei bis fünf Pikosekunden lang andauert, bevor sich das Proton löst. Darüber berichten sie in der Zeitschrift „Chemical Sciences“ vom 16. März 2023.Bisher standen Farbstoff oder Base im MittelpunktEine...
Forschende aus aller Welt suchen mit aufwendigen Experimenten nach den mysteriösen Gluebällen: Teilchen, die nur aus der Kraft bestehen, die Materie zusammenhält. Möglicherweise haben sie schon einen gesehen.Vieles in der Welt um uns herum nehmen wir für gegeben hin. Wenn wir an einem Frühlingsmorgen auf den Balkon hinaustreten, wundern wir uns nicht darüber, dass der Boden unter unseren Füßen fest ist. Wir atmen selbstverständlich die gasförmige Luft und können bei Bedarf die Blumen mit Wasser gießen. Nichts davon kommt uns außergewöhnlich vor. Wenn man aber ganz tief hineinblickt in die Materie, die uns umgibt, findet sich allerhand Erstaunliches. Beispielsweise die Tatsache, dass die Gießkanne so schwer ist, wie sie ist.Nicht direkt mit Gießkannen, aber mit erstaunlichen Phänomenen der...
Viele Verschlüsselungsalgorithmen sind mathematisch bewiesen hundertprozentig sicher. Trotzdem können sie geheime Daten manchmal nicht schützen. Weil Verschlüsselung eben nicht nur in der Theorie passiert.Mit einem elektronischen Chip ist es ein bisschen wie mit einem Menschen, der unter Zeitdruck eine komplizierte Aufgabe lösen muss. Viele kennen sicher das Gefühl, wenn einem der Kopf vor lauter Denksport raucht und richtig warm wird. Eventuell kommt Heißhunger auf etwas Süßes hinzu, weil man den Eindruck hat, mehr Energie zu brauchen. In Gedanken versunken fängt man vielleicht sogar an, etwas vor sich hinzumurmeln. Ganz ähnlich macht es auch ein elektronischer Chip, der den Job hat, Daten zu verschlüsseln. Während er seine Aufgabe vollbringt, kann er warm werden, sein Stromverbrauch...
Lichtteilchen, auch Photonen genannt, interagieren normalerweise nicht miteinander. Ein internationales Forschungsteam konnte nun erstmals zeigen, dass einige wenige Photonen kontrolliert manipuliert und zur Wechselwirkung gebracht werden können. Das eröffnet neue Möglichkeiten in der Entwicklung von Quantentechnologien. Die Ergebnisse beschreibt ein Team der Universität Basel, der University of Sydney und der Ruhr-Universität Bochum in der Zeitschrift Nature Physics, online veröffentlicht am 20. März 2023.Abstände messen und Informationen übertragen mithilfe von LichtPhotonen interagieren im Vakuum nicht miteinander; sie können ungestört durcheinander hindurchfliegen. Das macht sie wertvoll für den Datentransfer, weil Informationen mit Lichtgeschwindigkeit nahezu störungsfrei...
Einem Forschungsteam der Universität Cambridge, der Universität Rostock sowie der Ruhr-Universität Bochum ist es erstmals gelungen, Elektronen direkt aus den Anfangsstadien der Fotosynthese zu gewinnen. Dieser Durchbruch stellt das bisherige Modell zur grundlegenden Funktionsweise der Fotosynthese infrage und besitzt das Potenzial, die Entwicklung von Solarzellen auf Basis von biologischen Katalysatoren zu revolutionieren. Die Forschungsarbeit wurde in der renommierten Fachzeitschrift „Nature“ vom 22. März 2023 veröffentlicht.Mit Sonnenlicht Wasserstoff herstellenBiologische Katalysatoren, sogenannte Enzyme, bestimmen längst unseren Alltag. Sie werden beispielsweise als Zusätze in Waschmitteln verwendet, sie veredeln Lebensmittel oder werden in großtechnischen Prozessen...
Angreifer können nicht nur Software manipulieren, sondern sich auch an der Hardware zu schaffen machen. Ein Bochumer Team arbeitet an Methoden, um solche Eingriffe feststellen zu können.Sicherheitslücken können sich nicht nur in Software, sondern auch direkt in der Hardware befinden. Angreifer könnten sie dort absichtlich einbauen lassen, um technische Anwendungen in großem Stil zu attackieren. Wie sich solche sogenannten Hardware-Trojaner aufspüren lassen, untersuchen Forscher der Ruhr-Universität Bochum und des Max-Planck-Instituts für Sicherheit und Privatsphäre (MPI-SP) in Bochum. Sie verglichen Baupläne für Chips mit elektronenmikroskopischen Bildern von echten Chips und ließen einen Algorithmus nach Unterschieden suchen. Auf diese Weise konnten sie Abweichungen in 37 von 40 Fällen...
Eine Kombination aus Foto- und Mechanochemie spart 98 Prozent Lösungsmittel und 80 Prozent Energie bei ausgewählten Reaktionen. Außerdem geht’s auch noch schneller als in Lösung.Lichtgetriebene chemische Reaktionen waren bisher nur mit viel oft giftigem Lösungsmittel möglich. Durch die Kombination mit mechanischer Kraft in Kugelmühlen ist es dem Team von Prof. Dr. Lars Borchardt am Lehrstuhl für Anorganische Chemie I der Ruhr-Universität Bochum gelungen, sie in der festen Phase ohne große Mengen Lösungsmittel durchzuführen. „Damit haben wir eine nachhaltige Alternative zu etablierten Syntheseverfahren“, so Borchardt. Die Forschenden berichten in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ vom 24. Februar 2023.Kugelmühlen statt LösungsmittelDamit fotochemische Reaktionen ablaufen können, müssen...
Das Einsparpotenzial an Energie und Material durch additive Fertigung gegenüber herkömmlichen Verfahren ist enorm. Doch der Teufel steckt in den Details.Bauteile aus Metall lassen sich mittels 3D-Druck nicht nur flexibler designen. Die sogenannte additive Fertigung spart auch Material und Energie im Vergleich mit herkömmlichen Herstellungsverfahren wie etwa dem Guss aus einer Schmelze. Diese Einsparpotenziale voll auszuschöpfen ist Ziel des Projekts REACT, kurz für „Resource Efficient Additive manufacturing of martensitic Cr-sTeels“. Das Projekt unter Leitung von Prof. Dr. Sebastian Weber, Inhaber des Lehrstuhls Werkstofftechnik der Ruhr-Universität Bochum, startet mit einer Kick-off-Veranstaltung aller sechs Partner am 14. März 2023. Es wird mit 1,7 Millionen Euro vom Bundesministerium...
Drohnen sollten nicht über Flughäfen fliegen können und eine feste Seriennummer haben. Eigentlich.In mehreren Drohnen des Herstellers DJI haben Forschende aus Bochum und Saarbrücken teils schwerwiegende Sicherheitslücken entdeckt. Diese ermöglichen es Anwenderinnen und Anwendern beispielsweise, die Seriennummer der Drohne zu ändern oder die Mechanismen außer Kraft zu setzen, mit denen sich die Drohnen und ihre Piloten durch Sicherheitsbehörden orten lassen. In bestimmten Angriffsszenarien können die Drohnen sogar im Flug aus der Ferne zum Absturz gebracht werden.Das Team um Nico Schiller vom Horst-Görtz-Institut für IT-Sicherheit der Ruhr-Universität Bochum und Prof. Dr. Thorsten Holz, früher in Bochum, jetzt am Helmholtz-Zentrum für Informationssicherheit CISPA in Saarbrücken, stellt die...
Mit einem neuen Experiment ist es gelungen, die Auswirkungen eines in Lösung befindlichen Elektrons auf die umgebende Flüssigkeit zu beobachten.Für viele physikalische, chemische und biologische Prozesse spielen sogenannte hydratisierte Elektronen eine große Rolle. Sie sind nicht an ein Atom oder Molekül gebunden und befinden sich frei in der Lösung. Da sie immer nur als Zwischenprodukt entstehen, sind sie extrem kurzlebig. Das Team des Exzellenzclusters Ruhr Explores Solvation RESOLV an der Ruhr-Universität Bochum konnte in einem neuartigen Experiment zum ersten Mal beobachten, wie das hydratisierte Elektron im Laufe seiner Lebensdauer auf die Lösung wirkt. Die Forschenden um Prof. Dr. Martina Havenith-Newen berichten in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of...
Künstliche Intelligenz und Infrarot-Bildgebung klassifizieren Tumoren automatisch und sind schneller als bisherige Methoden.
Der immense Fortschritt im Bereich der Therapieoptionen über die vergangenen Jahre hat die Heilungschancen für Patientinnen und Patienten mit Darmkrebs deutlich verbessert. Diese neuen Ansätze wie etwa Immuntherapien erfordern jedoch eine präzise Diagnose, damit sie gezielt auf die jeweilige Person abgestimmt werden können. Forschende des Zentrums für Proteindiagnostik PRODI der Ruhr-Universität Bochum setzen Künstliche Intelligenz in Kombination mit Infrarot-Bildgebung ein, um die Therapie von Darmkrebserkrankungen optimal auf den einzelnen Patienten abzustimmen. Die Label-freie und automatisierbare Methode kann bestehende pathologische Analysen ergänzen. Das Team...
Mit Terahertz-Spektroskopie lässt sich die spontane Bildung proteinreicher Tröpfchen erklären, die möglicherweise zu neurodegenerativen Erkrankungen führen.
Mithilfe einer neuen Methode, der Terahertz-Kalometrie, ist es einem Forschungsteam des Bochumer Exzellenzclusters Ruhr Explores Solvation RESOLV gelungen, die spontane Phasentrennung in eine proteinreiche und eine proteinarme Phase in einer Lösung neu zu beleuchten. Man vermutet, dass die proteinreichen Tröpfchen die Bildung von neurotoxischen Proteinaggregaten begünstigen – ein Ausgangspunkt für neurodegenerative Krankheiten. Die Forschenden um Prof. Dr. Martina Havenith, Inhaberin des Lehrstuhls für Physikalische Chemie II der Ruhr-Universität Bochum, berichten im Journal of Physical Chemistry Letters vom 6. Februar...
Wenn Chatroboter eine Hausarbeit schreiben, stehen Lehrende vor einem Problem. Ein Rechtsgutachten soll helfen, einheitliche Antworten auf die dringendsten Fragen zu geben.Ist es ein Plagiat, wenn eine Künstliche Intelligenz eine Hausarbeit schreibt? Wer ist eigentlich Urheber dieser Arbeit? Solche Fragen treiben Hochschulen um, seit Chatroboter wie ChatGPT in der Lage sind, Texte zu verfassen, die sich lesen wie von Menschenhand geschrieben. Erste Hilfe in solchen Fällen erhalten Hochschulen durch ein Rechtsgutachten, das von der Ruhr-Universität Bochum koordiniert wird und das noch im Frühjahr 2023 vorliegen soll. Eine Klärung der drängenden Fragen zu KI-Schreibwerkzeugen wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen in Auftrag gegeben und wird im...
Das bedeutet einen großen Schritt zur technischen Anwendbarkeit der Quantentechnologie etwa für Rechenoperationen.Eine winzig kleine Veränderung bedeutet in der Quantenphysik einen großen Durchbruch: Einem internationalen Forschungsteam aus Bochum und Kopenhagen ist es gelungen, zwei Quantenpunkte in einem Nanochip zu koppeln. Nach der Anregung eines Quantenpunktes mittels eines Lasers wird ein Signal ausgesendet, dessen Ursprung nicht mehr auf einen der Quantenpunkte zu beziehen ist, so als hätten beide je die Hälfte des Signals in Form eines einzelnen Photons ausgesandt. „Das klingt zunächst nach einem kleinen Erfolg, aber diese Signalverschränkung, die auf einem einzelnen Photon sitzt, ist dabei mehr als die Summe ihrer Teile“, sagt Dr. Arne Ludwig vom Lehrstuhl für Festkörperphysik...
Forscher der Ruhr-Universität Bochum entwickeln ein kompaktes
Gerät zur Fertigung von Objekten in µm Größe auf Basis der Zwei-Photonen
Polymerisation. Hierbei reduziert der Einsatz von speziellen Diodenlasern
Kosten und Baugröße im Vergleich zu bestehenden Systemen.Im Rahmen der VIP+ Förderung des BMBFs wird an der
Ruhr-Universität Bochum (RUB) seit Ende 2021 das Projekt „MINI2PP“ bearbeitet.
In dieser Kooperation arbeiten der Lehrstuhl für Laseranwendungstechnik (LAT)
und der Lehrstuhl Photonik und Terahertztechnologie (PTT) an der
Ruhr-Universität Bochum, sowie das Ferdinand Braun Institut (FBH) aus Berlin
zusammen. Der LAT bringt sich mit der Erfahrung im Bereich der Zwei-Photonen
Polymerisation (2PP), der PTT mit Kompetenz in Anwendung und Aufbau von
Ultrakurzpuls...
Bei der Suche nach Katalysatoren für die Energiewende sind Materialien aus mindestens fünf Elementen besonders vielversprechend. Nur gibt es davon theoretisch Millionen – wie findet man da das leistungsstärkste? Einem Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Alfred Ludwig, Leiter des Lehrstuhls Materials Discovery and Interfaces, MDI, ist es gelungen, in einem einzigen Schritt alle möglichen Kombinationen aus fünf Elementen auf einem Träger unterzubringen. Zusätzlich entwickelten die Forschenden eine Methode, um das elektrokatalytische Potenzial jeder einzelnen der Kombinationen in dieser Mikromaterialbibliothek im Hochdurchsatz zu analysieren. So wollen sie die Suche nach potenziellen Katalysatoren um ein Vielfaches beschleunigen. Das Team berichtet in der Zeitschrift Advanced...
Ab 2023 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft eine neue Emmy-Noether-Gruppe im Bereich der IT-Sicherheit an der Ruhr-Universität Bochum. Dr. Pascal Sasdrich vom Lehrstuhl Security Engineering an der Fakultät für Informatik ist Forschungsgruppenleiter. Mit seinem Projekt „Computer-aided verification of physical security poperties”, kurz CAVE, möchte er zum Schutz sicherheitskritischer Implementierungen, wie sie in Hardware-Chips eingesetzt werden, gegen physikalische Angriffe beitragen. Das Emmy-Noether-Programm sieht eine Förderung mit 1,3 Millionen Euro über einen Zeitraum von sechs Jahren vor, die zu einer Hochschulprofessur qualifizieren.Ein vollständiges Testen ist oft unmöglichIn unserem digitalen Alltag nutzen wir zahlreiche Gegenstände, in denen Chips verbaut sind. „Der Chip...
Die Form von Nanopartikeln entscheidet maßgeblich über ihre Effizienz als Katalysatoren für die Herstellung von grünem Wasserstoff.Bisher war es mit Nanopartikeln als Katalysatoren für grünen Wasserstoff wie mit Ruderern in einem Achter: Man konnte nur die durchschnittliche Leistung messen, nicht aber herausfinden, wer der Beste ist. Eine neue Methode, die die Gruppe um Prof. Dr. Kristina Tschulik, Leiterin des Lehrstuhls für Elektrochemie und nanoskalige Materialien an der Ruhr-Universität Bochum, entwickelt hat, ändert das. Sie konnte in Kooperation mit Forscherinnen der Universität Duisburg-Essen belegen, dass würfelförmige Nanopartikel effizienter funktionieren als kugelförmige. Das ebnet den Weg zum gezielten Design günstiger und effizienter Katalysatoren für grünen Wasserstoff. Die...
Das Bochumer Reaktionsprinzip kommt ohne teure und gifte Metalle aus. Zudem lässt sich damit eine chemische Verbindung erzeugen und weiterverarbeiten, die bislang nur als flüchtiger Übergangszustand bekannt war.Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben einen neuen Syntheseweg gefunden, mit dem sie eine besondere organische Verbindung aus dem einfachen Molekül Kohlenmonoxid (CO) herstellen können: sogenannte anionische Ketene. Diese waren bislang nur als reaktive Zwischenstufe bekannt, konnten aber nicht weiter genutzt werden. Die Bochumer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erzeugten anionische Ketene, die so stabil waren, dass sie sie isolieren konnten. Anders als bei bisherigen Verfahren, mit denen sich höherwertige Verbindungen aus einfachen Molekülen herstellen lassen, waren...
Das Start-up LIDROTEC hat sich gegen zwölf Konkurrenten im internationalen Luminate-Wettbewerb durchgesetzt und wurde als „Company of the Year 2022“ ausgezeichnet. Damit verbunden ist eine Förderung von 1 Million US-Dollar, die dem Unternehmen helfen sollen, auf dem US-amerikanischen Markt Fuß zu fassen. Das Luminate-Programm unterstützt gezielt Firmen aus dem Bereich Photonik und Optik. In dieser Branche ist das Start-up LIDROTEC mit einer Technik zum extrem präzisen Schneiden mittels Lasern aktiv.„Luminate eröffnet uns ein Netzwerk in den Vereinigten Staaten inklusive Kontakten zu Zulieferern und Kunden. Das wird uns entscheidend helfen, um unsere Entwicklungsziele für die kommenden zwei Jahre zu erreichen“, sagt Alexander Igelmann, Geschäftsführer von LIDROTEC. Er gründete...
Die zeitkontinuierliche Erfassung, Bewertung und Speicherung von Messwerten ist ein wichtiger Teil des Edge Computings. Dies kann zuverlässig mit neuartigen Hilfsenergie-freien mikromechanischen Sensorknoten realisiert werden.Analoges mechanisches Computing – Das stammt doch aus der vor-digitalen Zeit! Keine elektrische Hilfsenergie? – Das widerspricht der
allgemeinen Erfahrung mit der heute allgegenwertigen Sensorik. Entweder braucht
es elektrochemische Energiespeicher wie Batterien, Akkus, drahtgebundene
Energiequellen oder eine elektromagnetische Energieversorgung oder es kommen
Harvester zum Einsatz, die nichtelektrische Umweltenergie wandeln, meist mit
nur geringer Effizienz, bei großem technischem Aufwand. Das hier vorgestellte
Konzept basiert auf einem mikromechanischen...
Ein technisches Hilfsmittel, das Routineaufgaben übernimmt oder schwierige Entscheidungen treffen hilft – ein Traum! Aber nicht für alle.Winzige Bläschen auf dem Monitor akribisch zu zählen, gehört für Radiologinnen und Radiologen zum täglichen Brot. Die Bläschen geben Aufschluss darüber, was in der Bildgebung zu sehen ist – handelt es sich bei einem Gewebe zum Beispiel um einen Tumor oder nicht? Eine entscheidende Information für die weitere Behandlung der Patientinnen und Patienten. Die Aufgabe als solche aber ist Routine und keine besondere Herausforderung. Trotzdem frisst sie viel Zeit. „Solche Aufgaben sind ein typisches Einsatzfeld für Künstliche Intelligenzen“, sagt Dr. Valentin Langholf. „Sie können zwei Dinge gut: einerseits Routineaufgaben automatisiert abarbeiten und...
Die RUB hat ihren vierten Forschungsbau eröffnet. Auf dem ehemaligen Opel-Gelände Mark 51°7 markiert er den Auftakt für das dortige Wissenschafts- und Technologiequartier.
Auf Mark 51°7 ist der erste Ankerpunkt für wissensintensive Unternehmen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen gesetzt worden. Am 13. Juli 2022 hat die RUB das Zentrum für das Engineering Smarter Produkt-Service-Systeme, kurz ZESS, eröffnet. Es markiert den Auftakt auf dem zukünftigen Technologiecampus an der Wittener Straße, einem Teil von Mark 51°7, dem ehemaligen Opel-Gelände in Bochum. Alle Arbeiten sind reibungslos und nach Plan verlaufen.Bund und Land haben den Forschungsbau samt Erstausstattung mit insgesamt 28 Millionen Euro finanziert. ZESS ist einer von fünf Forschungsbauten, die bereits im...
Forschende haben identische Lichtteilchen mit unterschiedlichen Quantenpunkten erzeugt – ein wichtiger Schritt für Anwendungen wie abhörsichere Kommunikation.Viele Technologien, die sich Quanteneffekte zu Nutze machen, beruhen auf haargenau gleichen Photonen. Diese herzustellen ist allerdings enorm schwierig. So muss nicht nur die Wellenlänge (Farbe) der Photonen exakt übereinstimmen, sondern auch ihre Form und Polarisierung.Einem Team von Forschenden der Universität Basel um Richard Warburton ist es nun in Zusammenarbeit mit Kollegen der Ruhr-Universität Bochum gelungen, identische Photonen zu erzeugen, die aus unterschiedlichen, weit voneinander entfernten Quellen stammen.Einzelne Photonen aus QuantenpunktenIn ihren Experimenten verwenden die Physikerinnen und Physiker sogenannte...
Hardware vor Manipulationen zu schützen ist bislang eine mühsame Angelegenheit – teuer und nur in kleinem Maßstab möglich. Dabei könnten zwei einfache Antennen reichen.Bezahlvorgänge, Geschäftsgeheimnisse, Dokumente, die für die nationale Sicherheit bedeutsam sind: Die großen Geheimnisse der Welt sind heute oft nicht mehr auf Papier gespeichert, sondern als Einsen und Nullen im virtuellen Raum. Wenn man sie in Gefahr wähnt, stellt man sich zumeist eine Bedrohung aus der Ferne vor – Angreiferinnen und Angreifer, die über Cyberattacken versuchen, vertrauliche Daten zu erbeuten. Aber es gibt auch noch eine andere Bedrohung, einen viel direkteren Weg, in fremde Systeme zu gelangen: nämlich indem man sich an der Hardware zu schaffen macht. Die wertvollen Informationen sind letztendlich nichts...
Lange haben Forschende versucht, das aus Kohlenstoff bestehende Graphen als eine Art Sieb zu nutzen. Aber es hat keine Poren. Nun hat ein Team ein Alternativmaterial gefunden, das die Löcher von alleine mitbringt.Forschenden aus Bielefeld, Bochum und Yale ist es gelungen, eine Schicht aus zweidimensionalem Siliziumdioxid herzustellen. Diese enthält natürliche Poren und kann daher wie ein Sieb für Moleküle und Ionen genutzt werden. Die Wissenschaft sucht schon seit Längerem nach solchen Materialien, denn sie könnten etwa beim Entsalzen von Meerwasser helfen oder in neuartigen Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Den Herstellungsprozess beschreibt das Team in der Zeitschrift Nano Letters, online veröffentlicht am 19. Januar 2022. Für die Arbeiten kooperierten die Teams um Dr. Petr Dementyev...
Die Anzahl der Möglichkeiten erschwert die Suche nach aussichtsreichen Materialien. Ein deutsch-dänisches Team hat dafür eine effiziente Methode entwickelt.
In Materialien, die aus fünf oder mehr Elementen zusammengesetzt sind, liegen effiziente Elektrokatalysatoren verborgen, die zum Beispiel für die Erzeugung von grünem Wasserstoff gebraucht werden. Ein Team der RUB und der Universität Kopenhagen hat eine effiziente Methode entwickelt, die aussichtsreichen Kandidaten in den unzähligen möglichen Materialien ausfindig zu machen. Dazu kombinierten die Forschenden Experimente und Simulation. Sie berichten in der Zeitschrift „Advanced Energy Materials” vom 5. Januar 2022.
Millionen Systeme sind denkbar
Hochentropielegierungen, kurz HEAs, sind chemisch komplexe Materialien, die aus...
Eine kugelrunde Sonde macht es möglich, die Elektronendichte in Plasmen ständig zu überwachen und so konstant zu halten.
Plasmen spielen in vielen industriellen Anwendungen eine zentrale Rolle. Die energetisch angeregten Gase lassen sich zum Beispiel nutzen, um Beschichtungen auf Oberflächen aufzubringen, etwa kratzfeste Schutzschichten auf Brillengläser aus Kunststoff, oder hochpräzise optische Filter auf Quarzglas. Das Plasma hat dabei die Aufgabe, die durch Verdampfung auf den Träger aufgebrachten Schichten mittels Ionenbeschuss gewissermaßen festzuklopfen.
Solche Prozesse müssen aber viele Bedingungen einhalten. Zum Beispiel müssen sie bei niedrigen Temperaturen ablaufen, damit die zu beschichtenden Oberflächen keinen Schaden nehmen. „In der modernen Produktion wird auch...
Infrarotspektroskopie kann automatisiert verschiedene Lungenkrebstypen und -genmutationen unterscheiden. Das erlaubt schnelle und sichere Aussagen zur Prognose und Therapieentscheidungen.
Die Prognose und wirksame Therapien unterscheiden sich bei Lungenkrebs je nach Typ. Eine genaue Bestimmung der zugrunde liegenden Mutation dauerte bisher mehrere Tage. Ein Forschungsteam am Zentrum für Proteindiagnostik PRODI der Ruhr-Universität Bochum (RUB) konnte diese Bestimmung mit einer Kombination aus Quantenkaskadenlaser-basierter Infrarot-Mikroskopie und künstlicher Intelligenz (KI) in einem Schritt zuverlässig durchführen. Eine Markierung des untersuchten Gewebes ist dafür nicht nötig. Die Analyse dauert nur etwa eine halbe Stunde. „Dies ist ein großer Schritt, der zeigt, dass das...
Enzyme als Biokatalysatoren können in Brennstoffzellen ebenso effizient arbeiten wie teure Edelmetallkatalysatoren. Bislang sind die Enzyme, Hydrogenasen genannt, jedoch nicht für technologische Anwendungen geeignet, weil sie instabil sind, wenn sie mit Sauerstoff in Kontakt kommen. RUB-Forscher haben gemeinsam mit Kollegen einen neuen Mechanismus entwickelt, um die Enzyme vor Sauerstoff zu schützen. In der renommierten Fachzeitschrift Nature Communications vom 10. September 2018 beschreibt das Team um Dr. Adrian Ruff und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom RUB-Zentrum für Elektrochemie die Ergebnisse.
Funktionstüchtige Biobrennstoffzelle gebautDie Gruppe baute ein Sauerstoffentfernungssystem um die stromproduzierende Elektrode herum. Es beinhaltet zwei Enzyme, die Sauerstoff mithilfe von...
Die Erkenntnisse könnten künftig helfen, Kohlendioxid einzusparen.
Für die industrielle Produktion von Chlor kommen seit einiger
Zeit Elektroden zum Einsatz, die weniger Strom verbrauchen als
herkömmliche Verfahren. Die Methode erfordert Sauerstoff, der in heiße,
hoch konzentrierte Natronlauge eingeleitet wird – worin er schlecht
löslich ist. Es ist bisher unklar, wie die industriellen Stromdichten
unter diesen Bedingungen erreichbar sind.„Die Elektroden werden seit Jahren industriell eingesetzt, aber man
versteht nicht, warum sie überhaupt funktionieren können“, erklärt
Wolfgang Schuhmann vom RUB-Zentrum für Elektrochemie und Mitglied im
Exzellenzcluster Resolv.Wolfgang Schuhmann, Alexander Botz, Denis Öhl und weitere Kollegen
der RUB und der Technischen...
Scheinbar einfache Fragen zur Wasserhülle von geladenen Teilchen sind lange Zeit unbeantwortet gewesen. Bis diese neue Technik kam.Geladene Teilchen sind in wässrigen Lösungen stets von einer Hülle aus Wassermolekülen umgeben. Vieles über die Natur dieser sogenannten Hydrathülle ist jedoch noch unverstanden. Mit der Terahertz-Spektroskopie haben Bochumer Chemikerinnen und Chemiker neue Einblicke gewonnen, wie ein Ion die Wassermoleküle in seiner Umgebung beeinflusst. Einen Überblick über die Erkenntnisse aus den Experimenten geben Prof. Dr. Martina Havenith, Dr. Gerhard Schwaab und Dr. Federico Sebastiani vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie II der Ruhr-Universität Bochum (RUB) in der Zeitschrift Angewandte Chemie vom 18. Juli 2018.„Die Hydrathülle von Ionen ist äußerst wichtig für das...
Neue hocheffiziente Quellen für Lichtwellen im Terahertz-Bereich zu finden ist das Ziel von Prof. Dr. Clara Saraceno von der Fakultät für
Elektrotechnik und Informationstechnik der RUB. Bei ihrer Forschung wird
sie mit einem Starting Grant des European Research Council (ERC)
unterstützt. Die Förderung von rund 1,4 Millionen Euro ist auf fünf
Jahre angelegt. Bahnbrechende Einblicke„Wenn es uns gelingt, solche unkonventionellen Lichtquellen zu
finden, die hochenergetische Strahlung im Terahertz-Bereich aussenden,
wäre das bahnbrechend für viele Forschungsfelder in der Chemie, der
Physik und der Biologie“, erklärt Clara Saraceno. Terahertz-Strahlung
wird im RUB-Exzellenzcluster Ruhr explores solvation, kurz Resolv,
bereits eingesetzt, um die Interaktionen von...
Wasserstoff- und KunststoffproduktionNeuer Katalysator mit Doppelfunktion
Die Kunststoffproduktion mit diesem Katalysator wäre nachhaltig
und würde gleichzeitig den potenziellen Energieträger Wasserstoff
entstehen lassen.
Chemiker der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben einen neuen
kostengünstigen Katalysator für die Kunststoffproduktion entwickelt. Er
setzt ein Bioraffinerieprodukt in einen Ausgangsstoff für die Synthese
von Kunststoffen um, die eine nachhaltige Alternative zum weit
verbreiteten PET darstellen könnten. Gleichzeitig kann in der Reaktion
der potenzielle Energieträger Wasserstoff gebildet werden. Das Team um
Dr. Stefan Barwe und Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Zentrum
für Elektrochemie kooperierte für die Studie mit dem...
Katalysatoren sollten möglichst stabil, effizient und für bestimmte Anwendungen anpassbar sein. All das ermöglicht diese Bochumer
Entwicklung.
Neue chemische Verbindungen, die Katalysatoren effizienter
machen, hat ein Team vom Lehrstuhl für Anorganische Chemie II der
Ruhr-Universität Bochum entwickelt. Die neue Klasse an sogenannten
Phosphan-Liganden sorgt mit ihren elektronischen und räumlichen
Eigenschaften dafür, dass Katalysatoren aktiver und stabiler sind. In
der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ beschreiben Forscherinnen und
Forscher um Prof. Dr. Viktoria Däschlein-Gessner, wie die neuen Liganden
auf Gold-Katalysatoren wirken. Die Gruppe geht davon aus, dass sich die
Ergebnisse auf andere Katalysatoren übertragen lassen und dass die
bereits zum Patent...
The second Materials Chain International Conference, MCIC 2018, will take place from November 12 to November 14 2018 in Bochum, Germany.
The conference will highlight recent trends in materials science and
production technology by giving insight into current top-class research
and future prospects in this area. It functions as a platform for
connecting materials research across borders and boundaries – covering
the complete materials chain from basic research on materials to applied
technologies and from the fundamental description of materials on the
atomic scale to the properties of technical components and their
manufacturing.Topics and sessions
Key research topics addressed by MCIC 2018 will be:
Adaptive and Smart Materials,Energy Conversion and...
Das Bochumer Institut für Materialsimulation feiert. Die Bilanz fällt beeindruckend aus.
Ihre Forschung hilft, Werkstoffe besser zu verstehen und neue
Werkstoffe zu entwickeln – nur durch Simulation am Hochleistungsrechner.
Seit zehn Jahren arbeitet das Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation,
kurz Icams, an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) mit
Simulationsmethoden über verschiedene Zeitskalen hinweg ebenso wie über
verschiedene Größenskalen – vom Atom bis zum Werkstoff. 2008 gegründet,
zieht das Institut nun Bilanz und feiert sein Jubiläum. TerminDas internationale Symposium „10 Years Icams“ findet vom 25. bis 27. Juni 2018 im Veranstaltungszentrum der RUB statt (Mensagebäude, Ebene
04). Vertreter der Medien und alle Interessierten sind...
Nanopartikel stehen im Mittelpunkt der Arbeit von Kristina Tschulik.
Elektrochemische Prozesse besser zu verstehen ist das Ziel von Prof. Dr. Kristina Tschulik, Leiterin der Arbeitsgruppe Elektrochemie und nanoskalige Materialien und Inhaberin des Lehrstuhls für Analytische Chemie II der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Für ihre Beiträge zur Grundlagenforschung wurde sie am 29. Mai 2018 mit der Hellmuth-Fischer-Medaille 2018 der Dechema-Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie ausgezeichnet. Von Nanopartikeln zu BrennstoffzellenDie Medaille erhält sie für ihre herausragenden Beiträge zur Untersuchung elektrochemischer Prozesse an Nanopartikeln und zur Nutzung von Magnetfeldern in elektrochemischen Prozessen.
Die Partikel, die Kristina Tschulik untersucht, sind...
Wie die Kombination zweier hochauflösender Methoden neue Einsichten in die Funktionsweise von Zellen ermöglicht.
Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben erstmals zwei mikroskopische Methoden kombiniert, die sowohl die Oberfläche einer Zelle als auch die Verteilung eines Proteins in der Zelle mit einer Auflösung im Nanometerbereich sichtbar machen können. Die Verfahren können für lebende Zellen eingesetzt werden. Das eröffnet zum Beispiel die Möglichkeit, Grundlagen der Bildung von Krebsmetastasen oder der Wirkung bestimmter Medikamente genau zu untersuchen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Nanoskopie des Rubion, der Zentralen Einrichtung für Ionenstrahlen und Radionuklide der RUB, in der renommierten Zeitschrift ACS Nano vom...
Wie die Kombination zweier hochauflösender Methoden neue Einsichten in die Funktionsweise von Zellen ermöglicht.
Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben erstmals
zwei mikroskopische Methoden kombiniert, die sowohl die Oberfläche einer
Zelle als auch die Verteilung eines Proteins in der Zelle mit einer
Auflösung im Nanometerbereich sichtbar machen können. Die Verfahren
können für lebende Zellen eingesetzt werden. Das eröffnet zum Beispiel
die Möglichkeit, Grundlagen der Bildung von Krebsmetastasen oder der
Wirkung bestimmter Medikamente genau zu untersuchen. Über ihre
Ergebnisse berichten die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Nanoskopie
des Rubion, der Zentralen Einrichtung für Ionenstrahlen und Radionuklide
der RUB, in der renommierten...
Die atomaren Details des Transports von Molekülen durch biologische Membranen konnte ein Forscherteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB)
aufklären. Mit Computersimulationen und spektroskopischen Experimenten
gelang der Einblick in die Arbeit der sogenannten ABC-Transporter. Diese
Proteine spielen eine wichtige Rolle bei Resistenzen von Tumorzellen
und Bakterien gegen Medikamente. Die Forscherinnen und Forscher um Prof.
Dr. Lars Schäfer und Prof. Dr. Enrica Bordignon, die im
Exzellenzcluster Ruhr Explores Solvation, kurz Resolv, zusammenarbeiten, berichten im Journal of the American Chemical Society vom 16. März 2018.„ABC-Transporter sind faszinierende biologische Nanomaschinen“, sagt
Lars Schäfer, Leiter der Arbeitsgruppe Molekulare Simulation. Diese
Proteine koppeln die...
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. Alternative für teure MaterialienWasserstoff gilt als einer der vielversprechendsten alternativen Energieträger zur zukünftigen...
Eines Tages könnten Quantenpunkte die Informationseinheit für Quantencomputer bilden. Noch gibt es viel über sie zu erforschen.
Forscher der RUB und der Universität Duisburg-Essen haben neue
Erkenntnisse über Quantenpunkte gewonnen. Dabei handelt es sich um
kleine Inseln in Halbleitern, in die sich einzelne Elektronen einsperren
lassen. Sie könnten eines Tages die Informationseinheiten in
Quantencomputern bilden.Durch fein justiertes Einstellen der Halbleiter-Eigenschaften
erzeugten die Physiker besondere langlebige Energiezustände im Inneren
der Quantenpunkte, die normalerweise zu instabil sind, um vermessen zu
werden. Die Ergebnisse sind im Journal „Physical Review B“ vom 15.
Januar 2018 veröffentlicht. Elektronen besetzen bestimmte EnergieniveausQuantenpunkte...
Selbst wenn es darum geht, ein großes Blech zu einem Autodach zu formen, spielen Prozesse auf der Ebene weniger Mikrometer eine Rolle.
Wie die Mikrostruktur eines Werkstoffs dessen makroskopische
Eigenschaften bestimmt, erforschen Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler der Universitätsallianz (UA) Ruhr. Das Team aus Bochum,
Dortmund und Duisburg-Essen hat unter anderem ein Modell entwickelt, mit
dem sich basierend auf der Mikrostruktur voraussagen lässt, wie sich
ein Material bei Verformung verhalten wird, etwa ob es besonders biegsam
ist oder ob es sich an allen Stellen gleich stark verformt. Über das
Projekt berichtet das Wissenschaftsmagazin Rubin der Ruhr-Universität
Bochum.Umformprozesse sind in der Industrie Alltag. In bislang existierenden
Modellen, die...
Es klingt nach Science-Fiction, was die Forscherinnen und Forscher des neuen Sonderforschungsbereichs mit dem Kurztitel „Marie“vorhaben: Sie wollen eine fliegende Plattform entwickeln, die
selbstständig eine dreidimensionale Repräsentation des umgebenden Raums
erzeugen kann. Film-Liebhabern könnte diese Technik aus dem Streifen
„Prometheus“ bekannt vorkommen, in dem Roboterkugeln durch Höhlengänge
flitzen, autonom die Umgebung scannen und die Daten in Echtzeit an ein
Raumschiff übertragen, wo sie als 3D-Karte angezeigt werden.In Wirklichkeit soll das Ganze mittels Radar und Laser funktionieren.
Nützlich könnte die Technik zum Beispiel sein, um bei einem Brand
herauszufinden, was die Feuerwehrleute hinter den Rauchwolken im Gebäude
erwartet. Das System soll nicht nur...
Kohlenstoff zeigt Quanteneffekte Es ist, als würde ein Tiger seinen Käfig verlassen, obwohl der Zaun zu hoch ist, um darüber zu springen.Chemiker der Ruhr-Universität Bochum haben einen neuen Beleg dafür gefunden, dass sich Kohlenstoffatome nicht nur wie Teilchen, sondern
auch wie Wellen verhalten können. Diese quantenmechanische Eigenschaft
ist für leichte Teilchen wie Elektronen oder Wasserstoffatome
hinreichend bekannt. Nur selten haben Forscher hingegen den
Welle-Teilchen-Dualismus für schwere Atome wie Kohlenstoff beobachtet.
Das Team um Prof. Dr. Wolfram Sander und Tim Schleif vom Lehrstuhl für
Organische Chemie II berichtet gemeinsam mit Prof. Dr. Weston Thatcher
Borden, University of North Texas, in der Zeitschrift Angewandte Chemie.„Unser Ergebnis ist eines von...
Die Methode der Bochumer Chemiker ist so einfach wie eine Autotürzu lackieren. Sie könnte neue Katalysatoren für die Industrie
einsatzfähig machen.
RUB-Chemiker haben eine neue Methode erfunden, um pulverförmige
Katalysatoren dauerhaft auf Elektroden zu befestigen. Solche
Nanopartikel-Katalysatoren sind besonders effizient, weil die kleinen
Teilchen eine große Oberfläche bieten, an der die gewünschte chemische
Reaktion stattfinden kann.Viele Nanopartikel-Katalysatoren könnten industriell interessant
sein, zum Beispiel für die Wasserstoffproduktion. Genutzt werden sie
bislang aber nicht, weil sie einfach nicht lang genug auf den Elektroden
halten – zumindest wenn sich die Elektroden in alkalischen Lösungen
befinden und einer starken Gasentwicklung ausgesetzt sind....
Ihre extreme Härte macht metallische Gläser als Werkstoff interessant, wenn man ihre Sprödigkeit in den Griff bekommt.Metallische Gläser bieten sich wegen ihrer besonderen Härte als Werkstoff an. Allerdings sind sie auch besonders spröde und damit bruchanfällig. Bochumer Forscher am Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS) wollen jetzt gemeinsam mit Kollegen aus Münster die Ursachen der Bruchanfälligkeit dieser Werkstoffe im Detail verstehen, um Strategien für eine bessere Nutzung entwickeln zu können. Dabei werden sie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit insgesamt rund 700.000 Euro gefördert.Materialien ohne kristalline OrdnungDer Begriff Glas steht für Materialwissenschaftler für ein Material ohne kristalline Ordnung. Ähnlich wie bei einer Flüssigkeit...
Bei der Herstellung von Wasserstoff aus Wasser herrschen chemisch aggressive Bedingungen. Das verschleißt die verwendeten Katalysatoren.
Praktisch wäre es, wenn sie sich selbst regenerieren würden.
Einen Katalysator mit selbstheilenden Eigenschaften haben
Chemiker am Zentrum für Elektrochemie der Ruhr-Universität Bochum
entwickelt. Unter den anspruchsvollen Bedingungen der Wasserelektrolyse
zwecks Wasserstoffproduktion regeneriert sich das Katalysatormaterial
von alleine, solange die dafür notwendigen Bestandteile in der
Elektrolytlösung vorliegen. Über diesen innovativen Ansatz berichtet ein
Team um Stefan Barwe, Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann und Dr. Edgar
Ventosa vom Bochumer Lehrstuhl für Analytische Chemie in der Zeitschrift
„Angewandte Chemie International...
Seit über zehn Jahren haben die Ruhrgebietsuniversitäten eine Adresse in New York City. Dort präsentieren sie sich in bester
Gesellschaft.
Peter Rosenbaum ist seit 2014 Leiter des gemeinsamen Verbindungsbüros
der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr) in New York. Von den drei
Verbindungsbüros, die die UA Ruhr auf verschiedenen Kontinenten
unterhält, ist New York der älteste Standort. Er wurde bereits 2004,
also drei Jahre vor Gründung der UA Ruhr, eingerichtet.Herr Rosenbaum, was können Sie in New York für Studierende und Forschende der UA Ruhr tun? Im Laufe der Jahre hat das Büro zahlreiche Kontakte zu akademischen
Institutionen in den USA und Kanada geknüpft und neue Partnerschaften
angestoßen, etwa zur Rutgers University, der University of Virginia und
der...
Kohlenstoff ist ein unverzichtbarer Rohstoff – ihn
umweltfreundlich zu gewinnen und zu recyceln ist das Ziel der Forschung
an der Ruhr-Universität Bochum. Dafür gibt es jetzt Verstärkung.
Die Kohlenstoffforschung an der Ruhr-Universität Bochum (RUB)
erhält in den kommenden sieben Jahren Verstärkung durch die
Stiftungsprofessur „Carbon Sources and Conversion“ (Kohlenstoffquellen
und -umwandlung) des Energiekonzerns RWE.Die Professur wird in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für
Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht, Oberhausen, an der
Fakultät für Maschinenbau eingerichtet und soll das Research Department
„Closed Carbon Cycle Economy“ (CCCE) verstärken. Hauptziel ist es,
alternative heimische und regenerative Quellen für Kohlenstoff als...
<p><strong>Das Exzellenzcluster RESOLV wird mit einer universitätsübergreifenden Professur gestärkt – die
Lösungsmittelforschung wird dadurch im Bereich der Laserspektroskopie
ausgebaut. </strong></p><p>Innerhalb der Universitätsallianz Ruhr (UA Ruhr)
wird der gemeinsame Forschungsschwerpunkt Solvation Science weiter
gestärkt. Mit knapp einer Million Euro gestaltet das Mercator Research
Center Ruhr (MERCUR) die Professur von Martina Havenith-Newen zu einer
standortübergreifenden UA-Ruhr-Professur aus. In der UA Ruhr soll damit
eine technologische Plattform aufgebaut werden, um neue
laserspektroskopische Verfahren zu entwickeln.</p><p>Prof. Dr. Martina Havenith-Newen ist Sprecherin des
Exzellenzclusters RESOLV – kurz für „Ruhr...
Es ist eine große Herausforderung für unsere Gesellschaft, Energie effizient zu produzieren und zu speichern – etwa für
implantierte medizinische Systeme. So könnte ein Biosystem beide
Aufgaben auf einmal übernehmen.
Forscher haben ein Hybrid aus Brennstoffzelle und Kondensator auf
Biobasis entwickelt. Mithilfe enzymatischer Prozesse generiert der
sogenannte Biosuperkondensator effizient Energie und speichert diese
auch. Der Trick: Die Enzyme sind in ein stabiles Polymergel eingebettet,
das eine große Energiemenge speichern kann. In der Zeitschrift
„Angewandte Chemie“ beschreiben die Wissenschaftler der Ruhr-Universität
Bochum und der schwedischen Universität Malmö ihre Entwicklung. Gesellschaftliche HerausforderungEnergie zu gewinnen und mit möglichst geringen...
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