» Hightech
Die Forscher_innen haben lange gewartet und sich gefreut als sie endlich am LHC arbeiten konnten. Nun ist das Gerät jedoch schon kaputt gegangen.
Der Large Hadron Collider hat immerhin 3 Milliarden gekostet, die ganze Anlage um die sechs Milliarden Euro. Es hat 20 Jahre gedauert bis die Anlage fertig gebaut worden ist. Da hätte man doch hoffen können, dass das Ding dann zumindest auch funktioniert. Tut es jedoch nicht. Nach sehr kurzer Zeit – 10 Tagen – ist ein Fehler aufgetreten. Durch ein fehlerhafte elektrische Verbindung zwischen Magneten ist eine Leck in der Heliumleitung eingetreten. Das flüssige Helium wird zur Kühlung verwendet. Die Reparatur wird wahrscheinlich zwei Monate in Anspruch nehmen. Dies liegt daran, dass das Gerät zunächst von der Arbeitstemperatur von -271,3°C soweit erwärmt werden muss, dass eine Reparatur möglich ist und dann muss es wieder abgekühlt werden. [...mehr]
Loading ...An anderer Stelle hatte ich schon darüber berichtet wie man aus dem Laufen Energie für das Handy gewinnen kann. Nun gibt es vielleicht bald die Möglichkeit aus anderen Bewegungen im T-Shirt Strom zu gewinnen.
Das Grundproblem ist klar: in der heutigen Zeit sind wir immer stärker auf mobile elektronische Geräte angewiesen und deshalb auch zunehmend auf Akkus. Diese müssen jedoch immer wieder aufgeladen werden. Das ist zum einen lästig und zum anderen nicht immer machbar, wenn man länger unterwegs ist. Forscher entwickeln nun eine Faser, mit der das Problem nicht mehr bestehen muss. [...mehr]
So ziemlich jede Person, die noch ältere Speichermedien kennt, dürfte sich im Alltag sehr über die moderne Technik freuen. Mit Flash Speichern wurde es möglich auf kleinem Raum viele Daten zu speichern. Eine technische Meisterleitstung, die zu betrachten lohnt.
Daten werden in Speichermedien für gewöhnlich sehr simpel gespeichert. Sie werden als ja/nein bzw 0/1 gespeichert und gelesen. Diese Information 0 oder 1 steht dann oft für: es fließt Strom oder es fließt kein Strom. Dass ist auch bei Flash Speichern der Fall. Bei ihnen gelingt es allerdings diese Information auf sehr kleinem Raum zu speichern. Dazu noch mit wenig Strom und recht Stoßresistent. Das macht dieses Speichermedium auch so interessant für Handys, Digitalkameras, Mp3 Player und USB Sticks.
Die Stromleitfähigkeit eines Speicherbausteins (hier ein Feldeffekttransistor) wird darüber bestimmt, ob ein Elektron auf ihm angebracht ist oder nicht. Das Elektron verhindert durch seine negative Ladung den Stromfluss durch den Feldeffektransistor. Die Anbringung des Elektrons geschieht, indem eine positive Spannung an den Transistor angelegt wird. Durch eine negative Spannung kann das Elektron wieder vertrieben werden.
Nun gibt es im wesentlichen zwei Arten, wie die Transistoren angesteuert werden können. Bein NAND-Flash Speichermedien werden die Speicherbausteine nacheinander geschaltet (Reihenschaltung). Bei dem NOR-Flash sind die Speicherblöcke einzelnd ansteuerbar. Dadurch dass bei NAND nur ganze Reihen angesprochen werden können, erhöht sich die Zugriffszeit aber der benötigte Platz verringert sich, weil nicht zu jeder einzelnen Speichereinheit eine Datenleitung gelegt werden muss. Bei der NOR-Technologie ist die Zugriffszeit sehr gering doch es wird mehr Raum eingenommen.
Die Speichertechnologie entwickelt sich rasant weiter. Schon jetzt werden Laptops und einige andere Computer z.T. mit Flash-Speicher ausgestattet (Solid-State Disks mit bis zu 64GB). Wenn die Flash-Speicher nun noch billiger werden, wird es schon bald keine anderen Festplatten mehr geben. [...mehr]
Einige kennen den großen inneren Konflikt, den Roboter wie Data von der Enterprise austragen müssen. Sie wollen menschlich sein, aber haben keine Gefühle. Der Phoboter soll nun zumindest Angst simulieren können.
Ein Forscherteam der Univesität Amsterdam hat den Phoboter erfunden. Mit ihm haben sie an dem Wettbewerb “Human-Robot Interaction 2008″ teilgenommen. Der ängstliche Roboter scheint die Jury überzeugt zu haben. Zumindest hat er den ersten Platz belegt. Hoffentlich ist er nicht ängstlich zurückgezuckt, als man ihm die Siegermedaille umlegen wollte. Denn zurückzucken, das macht er.
Schließlich ist er auch nicht sonderlich groß. Eine Katze könnte ihn schon umrempeln. Kommt nun etwas großes plötzlich auf ihn zu, zieht er den Kopf zurück, streckt die Arme aus und fängt an sich zu drehen. Um das ganze etwas eindrucksvoller zu machen, kann er auch noch interessiert oder traurig schauen. Der Phoboter ist seiner Angst jedoch nicht hilflos ausgeliefert. Er kann sie überwinden. Dazu muss er ein wenig Zeit mit den angsteinflößenden Dingen verbringen. Dadurch gewöhnt er sich an sie und legt seine Angst ab.
Aber wozu braucht man nun einen ängstlichen Roboter. Es schiene doch viel großartiger, wenn man ein Stück Technik hätte, die eben nicht die eigenen Ängste teilen. Doch der Phoboter kann pädagogisch eingesetzt werden. Kinder die unter Phobien leiden, sollen im Spiel mit dem Phoboter erkennen, dass es in Ordnung ist Ängste zu haben, dass man diese jedoch auch überwinden kann. Gelingt dass nicht, ist der Phoboter zumindest ganz niedlich. Mal schauen ob er auf den Markt kommt. Den zweiten Platz bei dem Wettbewerb belegte übrigens der “Pot Bot”. Er überwacht Zimmerpflanzen…
Satelliten die konstant auf der selben Stelle über der Erde schweben, nennt man geostationäre oder geosynchrone Satelliten. Auf den ersten Blick mag das normal erscheinen, doch das ist es nicht. Darum möchte ich jetzt das Phänomen mal genauer anschauen.
In Wirklichkeit bewegt sich ein Satellit der still zu stehen scheint mit einer Geschwindigkeit von 11.070 km/h. Das ist sehr schnell. Die Erde dreht sich aber auch recht schnell und da muss der Satellit mithalten. Da er sich jedoch über der Erde befindet, muss er eine längere Strecke zurücklegen als ein Punkt an der Erdoberfläche. Nicht jede Flughöhe ist für einen geostationäre Satelliten geeignet. Physikalisch muss gelten, dass die Erdanziehungskraft geauso groß sein muss, wie die Zentrifugalkraft. Die Kraft, die den Satelliten auf der Bahn hält muss genauso groß sein wie die Trägheitskraft, die den Satelliten bei der Umrundung der Erde wegfliegen lassen würde. Nur so kann eine konstante Umlaufbahn entstehen. Das bedeutet, dass es für jede Flughöhe eine ganz bestimmte Geschwindigkeit gibt, mit der der Satellit fligen muss, damit er auf der Bahn bleibt. Die Trägheitskraft ist nämlich abhängig von der Geschwindigkeit des Satelliten. Bei einer Höhe von 35786 km über der Erdoberfläche muss ein Satellit die Geschwindigkeit von 11.070 km/h haben, um nicht wegzufliegen. Das ist genau die Geschwindigkeit mit der der Satellit auf der Höhe von 35786 km über einem festen Punkt der Erde schwebt. Würde er niedriger schweben, würde er die Erde in wenigen Stunden und nicht an einem Tag umrunden. [...mehr]
Einstein hat für seine wegbereitenden Studien den Nobelpreis bekommen. Er wußte zwar nicht, dass seine Erkenntnisse für den Umweltschutz bedeutsam sein werden, aber sie waren es. Die Wichtigkeit der regenerativen Stromerzeugung nimmt zu. Grund genug sich mal zu fragen, wie die Solarzellen eigentlich funktinieren.
Das Grundprinzip ist ein einfach: Sonnenenergie wird in Strom umgewandelt. Die Technik die dahinter steckt ist jedoch nicht so einfach. Solarzellen wandeln mit Hilfe des photovaltaischen Effekts Licht in Strom um. Damit dies gelingt, müssen Solarzellen aus Halbleitern bestehen. Halbleiter leiten Elektrizität dann, wenn Licht auf sie trifft. Ist es dunkel und kalt, leiten sie keinen Strom. Halbleiter bestehen oft aus Silizium. Damit der Halbleiter zu einer Solarzelle werden kann, muss er dotiert werden. D.h. das Silizium wird mit einem anderen chemischen Stoff speziell “gemischt”. Dies kann je nach Element dazu führen, dass ein positiver Ladungsträgerüberschuss vorhanden ist (p-leitend) oder dass ein negativer Ladungsträgerüberschuss vorhanden ist (n-leitend). Nun wird eine p-leitende Schicht über eine n-leitende Schicht angebracht, so dass ein Grenzübergang zwischen p und n entsteht. Zwischen diesen beiden Schichten entsteht ein elektrisches Feld. Wenn nun Licht auf den Halbleiter trifft, kann die Energie, die vom Lichtteilchen erzeugt wird, wenn es auf ein Elektron trifft, genutzt werden. Die elektrische Energie fließt in dem elektrischen Feld des p-n Übergangs ab. Diese Technik wird ständig weiterentwickelt, um den Wirkungsgrad zu erhöhen und Solarzellen zu einer echten Alternative in der Energiegewinnung zu machen. [...mehr]
Roboter werden mitlerweile an vielen Orten eingesetzt. Die Anforderungen steigen. Oft wird bei der Entwicklung von bestimmten Techniken bei der Natur abgeguckt.
So gibt es heutzutage Roboter die sehen können und Gesichter erkennen, Roboter die hören können, ja auch welche die riechen können. Doch nun sollen sie endlich auch ganz besonders gut tasten können. Dafür hat man mal wieder die Natur als Vorlage verwendet. Ratten, Mäuse als auch Katzen und viele weitere Tiere besitzen sie: Schnurrhaare. Ein Forscherteam der University of Sheffield hat nun einem Roboter ein paar Schnurrhaare verpasst. Damit kann der Roboter, so wie die Tiere auch, Hindernisse als auch Luftbewegungen erfühlen – selbst bei vollständiger Dunkelheit. Dies lässt sich anhand der Verbiegung der Haare berechnen. Das Projekt scheint interessant genug zu sein, dass sich ein Forscherteam aus sieben Ländern in der Gruppe “Biotact” zusammengetan hat, um die Forschung voranzutreiben. Das Tierreich bietet sicherlich auch in Zukunft noch einige Interssante Phänomen, die darauf warten verstanden und umgesetzt zu werden. So wird schließlich gerade in vielen Bereichen geforscht. Sei es die künstliche Herstellung von Spinnenweben, die Bewegung von Sechsbeinern oder die wasserabweisende Oberfläche von Blättern. Wir dürfen zumindest gespannt sein, wann diese Techniken uns erreichen werden. [...mehr]
Indem ein Dynamo am Knie angebracht wird, kann beim Laufen günstiger Strom erzeugt werden, der dann für Handy, GPS, Gelenkprothesen, MP3-Player und ähnliche Geräte genutz werden kann.
Eine Technik dieser Art werden schon länger versucht zu entwickeln. Doch nun ist es einem kanadischen Forschungsteam des Locomotion Laboratory um Max Donelan gelungen, etwas zu entwickeln, das bald auch marktreif sein dürfte. Es handelt sich um einen Generator der an dem Knie angebracht wird. Wenn die Person mit ihm läuft, wird Energie erzeugt. Dies funktioniert physikalisch ähnlich wie bei Hybrid-Autos oder Zügen. Die Abbremsbewegung wird dazu genutz um Energie zurück zu gewinnen. Dies ist beim Laufen nicht viel, aber es werden immerhin ungefähr 2,5 Watt pro Knie erzeugt. Da das Gerät noch relativ schwer ist, es wiegt etwa 1,6 Kilo, erhöht sich natürlich auch der Energieaufwand fürs Laufen. Es wird um ungefähr 20 Prozent mehr Energie verbraucht. Für Personen die eh ein wenig Sport treiben wollen, ist das kein Problem. Wer das aber nicht möchte, kann darauf hoffen, das das Endgerät leichter sein wird und damit auch nicht mehr lästig herumzuschleppen sein wird. Meine Hoffnung wäre ja eher, dass es andere Möglichkeiten der Energieeinsparung oder Erzeugung geben wird. Die Tendenz, dass Geräte immer weniger Energieintensiv sind, lässt sich ja schon beobachten. So lässt sich bei den neuen Prozessoren bald schon ein Laptopprozessor mit nur einem Knie betreiben (also ungefähr 2 Watt). Und wer sich längere Zeit im Niemandsland aufhält, wo sich wirklich keine Steckdose finden lässt, dem würde ich wohl eher noch ein Solarsystem empfehlen, mit dem sich recht bequem Akkus aufladen lassen. Solarzellen haben dabei den Vorteil, dass sie nicht am Knie getragen werden müssen, sondern im Rucksack verstaut werden können und bequem herausgeholt werden können, wenn es nötig ist. Mal sehen, was sich die Wissenschaftler noch alles einfallen lassen, schließlich steigen auch die Gaspreise in nächsten Jahren. [...mehr]
In zwei Jahren müssen Autoscheiben vielleicht nicht mehr vom Frost befreit werden und Scheiben und Spiegel beschlagen nicht mehr.
Wer kennt das Problem nicht: bevor im Winter losgefahren werden kann, muss erst das Eis von der Scheibe abgekratzt werden und im Innenraum darauf gewartet werden, dass die Scheibe nicht mehr beschlägt. Ein recht ähnliches Problem stellt sich auch in Badezimmern. Der Spiegel beschlägt und es ist nicht mehr möglich etwas durch den Beschlag zu sehen. Grund für diesen Beschlag ist, dass die Scheiben deutlich kühler sind als die Luft im Badezimmer oder im Inneren des Autos. Treffen die in der Luft enthaltenen kleinsten Wasserteilchen auf das kühle Glas, kondensieren sie. Es bilden sich kleine Tropfen am Glas, die die Durchsicht verhindern. Mittel dagegen ist es, die Scheiben zu erhitzen. In Autos wird dies schon lange durch die Heckscheibenheizungen gewährleistet. Doch es benötigt einige Zeit, bis die am Glas befestigten Drähte heiß genug geworden sind. Für die vordere Scheibe im Auto sind sie ungeeignet, da sie die Sicht behindern. Wissenschaftlern von der Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG gelang es nun eine Technologie zu entwickeln, die zügig und auf großer Flächig für ungehinderte Sicht sorgt: eine Beschichtung der Scheiben aus Nanomaterial, sehr dünn und für das menschliche Auge nicht sichtbar. Sie besteht aus Carbon Nano Tubes (CNT) – kleinsten Kohlenstoffröhrchen, die gerade mal einen milliardstel Meter lang sind. Diese CNTs haben besondere physikalische Eigenschaften. Sie haben eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit. Wird eine Stromquelle an die Scheibe mit der Nanoschicht angeschlossen, so breitet sich der Strom in Form von Wärme in sekundenschnelle über die Fläche, die beschichtet wurde, aus – und das Sichthindernis wird beseitigt. Sogar bei Glasscheiben, die vereist sind, gelang es den Forschern auf diese Art wieder für Durchblick zu sorgen. Wann diese Technik für den Markt einsatzbereit ist, ist noch unklar. Es wird jedoch erwartet, dass in circa zwei Jahren markttaugliche Produkte entwickelt sein werden. Auch in vielen anderen Bereichen sollen die CNT zum Einsatz kommen. So z.B. bei Displays, Transistoren und Speichermedien.
[...mehr]
Laser kommen heutzutage an sehr vielen Orten zum Einsatz. Dies wird nur selten wahrgenommen. Wie so ein Laser aber funktioniert, das wissen nur sehr wenige. Grund genug dieser Technik ein wenig mehr Aufmerksamkeit zu widmen.
Laser ist übrigens kein einfacher Eigenname, sondern eine Abkürzung. Sie steht für den englischen Ausdruck Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch Induzierte Emission). Entdeckt wurde die Technik die Laser ermöglicht am 16. Mai 1960. Der amerikanische Physiker Theodore Maiman hat ein Experiment aufgebaut, in dem eine spiralförmige Gasentladungslampe aufblitzt. In ihr befindet sich ein länglicher Rubinkristall, dessen beide Enden verspiegelt worden sind. Das Blitzlicht verursacht in dem Rubin den ersten Laserpuls der Erde. Maiman zeigte schon bald verwunderten Pressevertretern einen verbesserten Rubinlaser, mit dem er kräftige rote Laserblitze vorführen konnte. Heutzutage sind Laser überall im Einsatz. Sie befinden sich in Glasfasernetze der Telekommunikation und ermöglichen ein schnelles Internet. Ohne sie wäre das Daownloaden größerer Musikdateien Videofilmen oder Spielen unmöglich. Mit Laser ließt und beschreibt das CD oder DVD Laufwerk die Silberscheiben. Laserscanner helfen beim Kassieren und lesen Preisschilder ein und Polizeibeamte messen mit Laserpistolen die Geschwindigkeit von Autos. Starke Gaslaser zerschneiden in den Industriebetrieben Bleche und helfen beim Verformen, Biegen und Härten oder Beschichten von verschiedenen Werkstoffen. In der Medizin können Laser die Blutzirkulation messen oder vollführen als Lichtskalpelle blutstillende Schnitte oder behandeln fehlsichtige Augen. Laser können in der Atmosphäre umweltschädliche Gase aufspüren. In größeren Schiffen oder Flugzeugen haben Lasersysteme den Kreiselkompass durch modernere Technik ersetzt. Mit solchen Ringlasern können Geophysiker auch kleinere Änderungen der Erdrotation messen. Aber was ist nun das besondere und bemerkenswerte an diesem Laserlicht: Bei einem Laserlicht haben alle Wellenberge und -täler denselben Abstand. Das heißt, dass alles Licht ganz genau dieselbe Farbe besitzt. Es ist also monochromatisch. Doch das Laserlicht besitzt noch eine weitere Besonderheit. Alle Wellen bewegen sich in die gleiche Richtung auf und ab. Es ist polarisiert. Das ist dann das, was das Laserlicht so besonders macht. Es besteht aus sehr geordneten Wellen, die alle in die gleiche Richtung gehen und genau dieselbe Farbe besitzen. Es ist auch möglich, das Licht als kleine Teilchen aufzufassen. Beim Laser sind diese Teilchen alle gleich und bewegen sich alle in dieselbe Richtung. Weil das Laserlicht diese Eigenschaften besitzt, kann es sehr genau gesteuert und kontrollieren werden und das ist auch der Grund, weshalb es für so viele Dinge eingesetzt werden kann.
[...mehr]
