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Kryptographie klingt nach verschlüsselten Botschaften und Geheimwissen. Tatsächlich hat sie auch mit all dem zu tun. Die Kryptographie hat eine lange Geschichte vom Altertum bis in die heutige Zeit. Die berühmteste kryptographische Maschine ist sicherlich die “Enigma”.
Bereits die alten Ägypter und Hebräear kryptographierten, was das Zeug hielt. Auch in allen weiteren Epochen spielten verschlüsselte Botschaften eine große Rolle. Zu allen Zeiten also gab es ein bestimmtes Wissen, das vor dem Zugriff anderen geschützt werden sollte.
Die Gründe sind vielfältig und waren u.a. die Geheimhaltung diplomatischer Botschaften, wissenschaftlicher Erkenntnisse oder militärischer Planung.
Die klassische Kryptographie basierte rein auf Buchstaben. Die simpelste Verschlüsselungstechnik ist die “Verschiebechiffre“, die viele schon als Kind ausprobiert haben.
Die moderne Kryptographie ist untrennbar mit dem Namen Claude Shannon (1916 – 2001) verbunden. Seit den 40er Jahren ist die Kryptographie durch seine Entwicklungen vorallem auch eine mathematische Wissenschaft. Funktionierte die Verschlüsselung zuvor auf Geheimhaltung des Verfahrens, so war Kryptographie seitdem eine geradezu öffentlich diskutierte Disziplin.
Weltweit bekannt wurde die Kryptographie durch die ENIGMA. Sie ist eine Rotor-Schlüsselmaschine, die im Zweiten Weltkrieg im Nachrichtenverkehr des deutschen Militärs, der Polizei, der Geheimdienste, der SS und der Reichsbahn eingesetzt wurde. „Enigma“ (αίνιγμα) ist ein griechisches Wort und bedeutet Rätsel.
Um die Entschlüsselung dieses Rätsel spinnt sich eine der spannendsten Spionage-Geschichten des 20. Jahrhunderts. Wer mehr darüber eifahren will und auch als guten Einstieg in die Thematik empfiehlt sich der gleichnamige Spiel-Film. [...mehr]
Loading ...Es könnte einem im ersten Moment eiskalt über den Rücken laufen, aber es geht hier nicht um neueste Waffentechnologie sondern um einen wahren Quantensprung in der Medizintechnik. Nano-Raketen als erster Schritt zu komplexen Nano-Maschinen.
Schon die Vorstellung, man könnte Maschinen bauen, die so „klein“ sind, dass man schon ein Mikroskop bräuchte, um sie zu entdecken, klingt zu fantastisch, um wahr zu sein.
Und doch steht der Mensch kurz davor, dies möglich zu machen. Längst gibt es Schaltrelais in Molekülgröße und Prozessoren im Reagenzglas. Und jetzt stehen Forscher des Leibnitz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden kurz davor, Transportvehikel zu entwickeln, denen es möglich ist, ähnlich wie biologische Mikroorganismen, die chemische Energie ihrer Umgebung zur Fortbewegung zu nutzen.
Dies klingt vielleicht nach komplizierter Technik ist aber dem Prinzip nach recht simpel, naja.. in gewisser Weise… [...mehr]
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]
Blitzableiter für Handys, was soll das denn? Das könnte man sich fragen. Doch es macht durchaus Sinn. Dabei geht es nicht um Blitze, die bei Gewittern entstehen, sondern um elektrostatische Entladungen.
Bei elektrostatischen Entladungen kann es zu kleinen Blitzen komme. Dies kommt insebesondere dann zustande, wenn es zu Reibungen mit Kleidung kommt. Viele kennen das z.B. von Luftballons. Wenn man diese an Kleidung reibt, kann man sie an Wände oder decken haften. Die elektrostatische Aufladung genügt für den Halt. Dieser Effekt ist besonders groß, wenn es kalt ist, also im Winter z.B. und wenn die Luft trocken ist. Dies gilt z.B. für Heizungsluft. Gefahr besteht also dann, wenn man im Winter von draußen nach drinnen kommt. [...mehr]
Im Zuge der Suche nach umweltschonender Energieerzeugung fällt das Augenmerk zunehmend auch auf thermoelektrische Materialien mit denen Wärme in Strom umgewandelt werden kann.
Bisher waren diese Materialien allerdings nicht sehr effizient. Nun ist es jedoch Wissenschaftlern gelungen, durch eine spezielle Verbindung die Effizenz zu erhöhen.
Thermoelektrische Materialien sind so beschaffen, dass wenn in ihnen ein Temperaturgefälle besteht, von der heißen Seite des Materials Elektronen zu der kalten Seite fließen. Dieser Elektronefluss kann als Strom nutzbar gemacht werden.
Die bisherigen Stoffe hatten nur einen Wirkungsgrad von 10%. Das war zuwenig um die Stoffe gewinnbringend zu verwenden. Amerikanische Wissenschaflter haben nun einen Halbleiter aus Wismut-Antimon-Tellurid hergestellt. Dieser ist schon recht gut, jedoch nicht gut genug.
Um den Wirkunsgrad zu erhöhen, muss die Stromerzeugung möglichst hoch sein und die Wärmeleitung gering. Dies ist den Wissenschaftlern gelungen, indem sie den Wismut-Antimon-Tellurid Halbleiter in nano-Partikel zerkleinert haben. Diese haben sie dann zu kleinen Blöcken wieder zusammengepresst. Durch diese Methode wird die sonst typische Gitterstruktur der Verbindung aufgelöst. Die Gitterstruktur ist ein wichtiges Element in der Wärmeleitung.
Der Wirkungsgrad des Wismut-Antimon-Tellurid Halbleiter konnte hierdurch um 20% erhöht werden. Damit besteht eine weitere Hoffnung die Energieeffizienz von Kraftwerken zu erhöhen und umweltschonender und effizienter Energie zu gewinnen. [...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]
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.
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