Chemie

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Die Chemie ([çeˈmi:]; mittel- und norddeutsch [ʃeˈmi:]; süddeutsch: [keˈmi:]) ist eine Naturwissenschaft, in der der Aufbau, die Eigenschaften und die Umwandlung von Substanzen (d.h. Elemente und Verbindungen) untersucht werden.

Insbesondere werden in der Chemie Vorgänge untersucht, die in der Elektronenhülle von Atomen stattfinden.

Ein zentrales Konzept der Chemie ist die chemische Bindung, mit der zwei oder mehr Atome fest miteinander verbunden sind. Diese können durch chemische Reaktionen gebildet und gebrochen werden. Traditionell wird die Chemie in Teilgebiete unterteilt. Die wichtigsten davon sind die Organische Chemie, die kohlenstoffhaltige Verbindungen untersucht, die Anorganische Chemie, die die Elemente des Periodensystems und deren Verbindungen behandelt, sowie die Physikalische Chemie, die sich mit den grundlegenden Phänomenen, die der Chemie zu Grunde liegen, beschäftigt.

Die Chemie entstand in ihrer heutigen Form als exakte Naturwissenschaft im 17. und 18. Jahrhundert allmählich aus der Anwendung rationalen Schlussfolgerns, basierend auf Beobachtungen und Experimenten der Alchemie. Einige der ersten großen Chemiker waren Robert Boyle, Humphry Davy, Jöns Jakob Berzelius, Joseph Louis Gay-Lussac, Joseph Louis Proust, Marie und Antoine Lavoisier und Justus von Liebig.

Die chemische Industrie zählt zu den wichtigsten Industriezweigen. Zu den wichtigsten Erzeugnissen zählen Grundchemikalien, Düngemittel, Kunststoffe, Lacke, Pharmazeutika oder Pestizide.

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Mit Goldpartikeln Energie in DNA-Architekturen übertragen

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Seit 2006 arbeiten etliche Labors weltweit mit dem sogenannten DNA-Origami, um Nanostrukturen aus einzelnen DNA-Sequenzen künstlich aufzubauen und zu komplexen Objekten zu falten. Dabei verwenden Wissenschaftler einen Strang viraler DNA als Gerüst, dessen Basen-Abfolge bekannt ist. ?Mit passenden ku...

Elektronenstrahlschmelzen bringt sprödes Metall in Form

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Wolfram hat mit 3.422 Grad Celsius den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle. Ideal für den Einsatz dort, wo es richtig heiß wird, etwa für Weltraumraketendüsen, Heizelemente von Hochtemperaturöfen oder im Fusionsreaktor. Das Metall ist aber zugleich sehr spröde und daher schwer zu verarbeiten. Forsch...

Kettenlänge bestimmt Molekülfarbe

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Forschende der ETH Zürich entwickelten fluoreszierende Polymere, deren Fluoreszenzfarbe auf einfache Weise fein eingestellt werden kann. Je nach ihrer Länge scheinen die Polymere in einer unterschiedlichen Farbe. Zu den Einsatzmöglichkeiten gehören die Biomedizin, der Sicherheitsdruck und die Solare...

Weniger als ein Nanometer dick, stärker und vielseitiger als Stahl

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Wissenschaftler schaffen stabile Nanosheets mit Bor- und Wasserstoffatomen mit potenziellen Anwendungen in der Nanoelektronik und Quanteninformationstechnologie. Was ist dünner als dünn? Eine Antwort sind zweidimensionale Materialien - exotische Materialien der Wissenschaft mit Länge und Breite, abe...

Erfolg durch Eierkuchen-Strategie

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Skyrmionen ? winzige magnetische Wirbel ? gelten als vielversprechende Kandidaten für die Informationsspeicher der Zukunft. Mit ihrer Hilfe könnten sich eine Datenspeicherung und -verarbeitung von enormer Kapazität umsetzen lassen. Ein Team unter der Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rosse...

Nachweis von Viren, Bakterien und Giftstoffe in Echtzeit

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Für ihr Gründungsvorhaben HyPhoX erhalten die Wissenschaftler Dr. Patrick Steglich und Prof. Dr. Andreas Mai vom Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) in Frankfurt (Oder) den Leibniz-Gründungspreis 2021. Das prämierte Vorhaben liefert ein universales Analysetool für Flüssigkeiten im ...

Neuer Batterietyp kann zehnmal schneller laden als ein Lithium-Ionen-Akku

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Lithium-Ionen-Batterien sind aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie dominieren den Markt für kleinformatige Batterien für tragbare elektronische Geräte und werden auch häufig in Elektrofahrzeugen eingesetzt. Gleichzeitig haben Lithium-Ionen-Batterien eine Reihe von ernsten Problemen...

Schweres Wasser schmeckt süß

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Gewöhnliches reines Wasser hat keinen ausgeprägten Geschmack, aber wie steht es mit schwerem Wasser - schmeckt es süß, wie anekdotische Hinweise, die bis in die 1930er Jahre zurückreichen, vermuten lassen? Und wenn ja - warum, wenn D2O chemisch praktisch identisch mit H2O ist, von dem es ein stabile...

Durchbruch bei der Herstellung dreidimensionaler Molekülstrukturen

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Ein Hauptziel der organischen und medizinischen Chemie der vergangenen Jahrzehnte ist die schnelle Synthese dreidimensionaler Moleküle für die Entwicklung neuer Medikamente. Diese Wirkstoffkandidaten weisen im Vergleich zu vorwiegend flachen Molekülstrukturen viele verbesserte Eigenschaften auf, wel...

Wärmeleitungs-Rekord mit Tantalnitrid

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Für Computerchips braucht man Materialien, die Hitze möglichst rasch ableiten. An der TU Wien wurde nun eine Metallverbindung identifiziert, die dafür besonders gut geeignet ist. Eine Thermosflasche hat die Aufgabe, die Temperatur möglichst gut zu konservieren ? aber manchmal möchte man das Gegentei...

Biokraftstoffe aus der Brauerei?

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Sowohl Heimbrauer als auch große Hersteller erleben das gleiche Ergebnis des Bierherstellungsprozesses: Berge von übrig gebliebenem Getreide. Nachdem alle Aromen aus Gerste und anderen Getreidesorten extrahiert wurden, bleibt ein protein- und ballaststoffreiches Pulver übrig, das normalerweise als V...

LANXESS steigt in die Batteriechemie ein

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LANXESS steigt in die Batteriechemie ein und hat dazu eine Kooperation mit Guangzhou Tinci Materials Technology Co. (Tinci) geschlossen, einem weltweit führenden Hersteller von Lithium-Ionen-Batteriematerialien. Bereits ab dem kommenden Jahr stellt LANXESS Elektrolytformulierungen für Lithium-Ionen-...

Heidelberg Instruments übernimmt Fraunhofer Spin-off Multiphoton Optics

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Ab sofort ist die Multiphoton Optics GmbH eine 100-prozentige Tochter von Heidelberg Instruments Mikrotechnik GmbH. Diese Bündelung von Entwicklungskraft und Technologien für die Herstellung von Kleinststrukturen unterstreicht die globale Bedeutung deutscher Forschung, Entwicklung und Produktion von...

Veränderungen bei Waldner Laboreinrichtungen

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Die Geschäftsführung bei Waldner Laboreinrichtungen wird neu strukturiert. Geschäftsführer Joerg Hoffmann verlässt im Zuge dessen das Unternehmen. Jochen Früh, CEO der Waldner Holding und Stephan Schaale, CFO der Waldner Holding werden ihre Aufgaben erweitern und zusätzlich die Geschäftsführung der...

LAUDA gründet eigene Firma für Innovationen außerhalb des Kerngeschäfts

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Die LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG stärkt den Bereich Innovation innerhalb der LAUDA Gruppe. Mit der new.degree GmbH wurde zum Jahresanfang eine neue, 100-prozentige LAUDA Tochtergesellschaft gegründet, die sich mit temperierungsrelevanten Innovationsaktivitäten außerhalb des bisherigen Kerngesch...

Forscher beobachten neues Isotop des Fluors

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Forscher der Washington University in St. Louis berichteten in der Zeitschrift Physical Review Letters über die ersten Beobachtungen einer neuen Form von Fluor, dem Isotop 13F. Sie machten ihre Entdeckung im Rahmen eines Experiments, das am National Superconducting Cyclotron Laboratory der Michigan ...

Kohlenstoff-neutrale «Biotreibstoffe» aus dem See

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Seen speichern riesige Mengen an Methan. Umweltwissenschaftler der Universität Basel machen in einer neuen Studie Vorschläge, wie dieses gewonnen und in Form von Methanol als Energieträger genutzt werden könnte. Bei Diskussionen um die aktuelle Klimakrise steht meist Kohlendioxid (CO2) im Fokus. W...

Entwicklung von effizienteren Lithium-Ionen-Batterien

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Mit dem neuen Projekt ?RoSiLIB? leistet das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Dresden einen entscheidenden Beitrag hin zu einer CO2-neutralen Energieversorgung in der Mobilität. Dafür werden gemeinsam mit den Partnern des Instituts für Ionenstrahlphys...

Vom Quanten-Klebstoff zur Elektronen-Schleuder

Die Welt gibt es nur deshalb, weil ihre atomaren Bestandteile aufgrund der quantenmechanischen Eigenschaften von Materie zusammengehalten werden. Dieser Effekt hindert beispielsweise Elektronen in einem Metall daran, sich einfach aus dem Staub zu machen. Der ?Quantenkleber? hält die Elektronen sogar...

Hohe Schlagzahl für die Brennstoffzelle

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Für einen umweltfreundlichen Straßenverkehr werden künftig Hunderttausende von Brennstoffzellen für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge benötigt. Doch die Brennstoffzellen-Produktion ist bislang aufwendig und zu langsam. Ein Fraunhofer-Team entwickelt deshalb eine durchgängige Produktionsanlage, die kün...

Im Labor hergestellte hexagonale Diamanten sind steifer als natürliche Diamanten

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Das stärkste Material der Natur hat nun starke Konkurrenz bekommen. Zum ersten Mal haben Forscher harte Beweise dafür, dass vom Menschen hergestellte hexagonale Diamanten steifer sind als die üblichen kubischen Diamanten, die in der Natur vorkommen und oft in Schmuckstücken verwendet werden. Benannt...

Wissenschaftler verknüpfen erstmals Silizium-Atome auf Oberflächen

in Team aus verschiedenen Arbeitsgruppen der Chemie und Physik hat es erstmals geschafft, Siliziumatome auf Oberflächen zu verknüpfen. Die Forscher erhoffen sich von Silizium-Polymeren innovative Materialeigenschaften und neue, aussichtsreiche Kandidaten für mögliche Anwendungen. Um elektronische Ge...

Das Ei im Röntgenstrahl

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Mit DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III hat ein Forschungsteam die Strukturänderungen in Eiern beim Kochen analysiert. Die Untersuchung zeigt, wie sich die Proteine im Hühnereiweiß beim Erhitzen entfalten und vernetzen, um eine feste Struktur zu bilden. Die innovative Untersuchungsmethode ist sowohl ...

Transparente Sicht auf Atombausteine durch inverse Kinematik

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Mit inverser Kinematik, der eleganten Umkehrung einer etablierten Forschungsmethode, und der Wahl der richtigen Messbedingungen stellte ein internationales Team einen Weg für die detaillierte Untersuchung der Eigenschaften der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung im Atomkern vor. Das Experiment wurde von ...

Mütterliche Chemikalienexposition mit autismusähnlichen Verhaltensweisen bei Kindern verbunden

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Eine neue Studie von Forschern der Fakultät für Gesundheitswissenschaften der Simon Fraser Universität fand Zusammenhänge zwischen erhöhten Ausprägungen autismusähnlicher Verhaltensweisen bei Kindern im Vorschulalter und der Exposition während der Schwangerschaft gegenüber ausgewählten Umweltgiften,...

Elektromagnetische Felder von Nanostrukturen erstmals in 3D abgebildet

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Forschern der TU Graz und Universität Graz ist es gemeinsam mit Fachleuten aus Frankreich gelungen, sogenannte Oberflächenphononen erstmals dreidimensional abzubilden. Der Forschungserfolg könnte die Entwicklung neuer, effizienter Nanotechnologien beschleunigen. Ob für die Mikroskopie, die Datenspe...

Molekulare Elektronik: Gefangenes Molekül in Kontakt

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Zwischen dem Zuse Z3, dem ersten funktionsfähigen Digitalrechner von 1941, und modernen Mikroprozessoren liegen Welten ? sowohl was Geschwindigkeit als auch Größe betrifft. Doch die weitere Miniaturisierung der aktuellen, siliziumbasierten Elektronik stößt aufgrund der Fabrikationsmethoden an ihre G...

Ein umfassender Ansatz für hocheffiziente Perowskit-Solarzellen

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Forscherinnen und Forscher des Instituts für Angewandte Physik (IAP) und des Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) an der TU Dresden haben eine allgemeine Methode für die reproduzierbare Herstellung von hocheffizienten Perowskit-Solarzellen entwickelt.  Perowskite sind eine Materialklass...

Ein stabiler Kupfer-Katalysator für die CO2-Umwandlung

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Einen neuen Katalysator für die Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in Chemikalien oder Treibstoffe haben Forschende der Ruhr-Universität Bochum und Universität Duisburg-Essen entwickelt. Sie optimierten bereits verfügbare Kupfer-Katalysatoren, um ihre Selektivität und Langzeitstabilität zu verbessern...

BASF legt Fahrplan zur Klimaneutralität fest

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BASF setzt sich auf ihrem Weg Richtung Klimaneutralität noch anspruchsvollere Ziele und will ab dem Jahr 2050 klimaneutral sein. Basierend auf den jüngsten Fortschritten bei der Entwicklung CO2-reduzierter und CO2-freier Technologien erhöht das Unternehmen gleichzeitig sein mittelfristiges Reduktion...

LabVantage Solutions ernennt Mikael Hagstroem, einen Veteranen der digitalen Transformation, zum Chief Executive Officer

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LabVantage Solutions, Inc. gab die Ernennung von Mikael Hagstroem zum Chief Executive Officer bekannt. Mikael Hagstroem bringt fast 30 Jahre Erfahrung als Pionier und Experte im Bereich der digitalen Transformation in LabVantage ein. Er unterstützt globale Unternehmen dabei, Daten und Analytik zu nu...

Umhülltes Weißpigment gleichzeitig stabil und katalytisch aktiv

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Es ist eines der weichsten Weißpigmente, das die Industrie verwendet. Zinksulfid vergraut aber mit der Zeit, wenn man es nicht entsprechend vorbehandelt. Chemiker unter Federführung des Center for Nanointegration (CENIDE) der UDE haben nun einen Weg gefunden, wie das Pigment nicht nur seine strahlen...

Erste Nahaufnahmen, wie eine Lithium-Metall-Elektrode altert

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Der gleiche Prozess, der den Akku Ihres Mobiltelefons entleert, selbst wenn es ausgeschaltet ist, ist ein noch größeres Problem für Lithium-Metall-Batterien, die für die nächste Generation kleinerer, leichterer elektronischer Geräte, weitreichender Elektrofahrzeuge und anderer Anwendungen entwickelt...

Neues poröses Material ist vielversprechend für die Gewinnung erneuerbarer Energie aus Wasser

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Eine potenzielle Quelle für erneuerbare Energie ist Wasserstoffgas, das mit Hilfe von Sonnenlicht aus Wasser hergestellt wird. Forscher der Universität Linköping, Schweden, haben ein Material, nanoporöses kubisches Siliziumkarbid, entwickelt, das vielversprechende Eigenschaften aufweist, um Sonnenen...

BASF, SABIC und Linde arbeiten gemeinsam an der Realisierung des weltweit ersten elektrisch beheizten Steamcracker-Ofens

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BASF, SABIC und Linde haben eine gemeinsame Vereinbarung zur Entwicklung und Pilotierung von elektrisch beheizten Steamcracker-Öfen unterzeichnet. Die Partner haben bereits gemeinsam an Konzepten gearbeitet, um die im Heizprozess eingesetzten fossilen Brennstoffe durch erneuerbaren Strom zu ersetzen...

Giftige PAK-Luftschadstoffe aus fossilen Brennstoffen "vermehren" sich im Sonnenlicht

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Wenn Kraftwerke Kohle verbrennen, ist eine Klasse von Verbindungen namens Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) Teil der entstehenden Luftverschmutzung. Forscher haben herausgefunden, dass PAK-Toxine im Sonnenlicht in "Kinder"-Verbindungen und Nebenprodukte zerfallen. Einige "Kinder"-V...

Hauchdünnes Nanopapier wechselt auf Knopfdruck von fest zu weich

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Die Materialwissenschaft nimmt sich gern die Natur zum Vorbild und die besonderen Eigenschaften von Lebewesen, die man vielleicht auch auf Werkstoffe übertragen könnte. Einem Forschungsteam um den Chemiker Prof. Dr. Andreas Walther von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es gelungen, ...

Virtuelles Labor findet für jedes Chemieproblem das richtige KI-Tool

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Das richtige Werkzeug für die Aufgabe zu haben, macht die Arbeit viel einfacher, weniger teuer und schneller. Forscher der Chemietechnik haben nun ein virtuelles Labor entwickelt, mit dem sich die Werkzeuge der künstlichen Intelligenz (KI) ermitteln lassen, die sich am besten für die Bewältigung ver...

Moiré-Effekt: Wie man Materialeigenschaften verdrehen kann

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Die Entdeckung des Materials Graphen, das nur aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen besteht, war der Startschuss für ein weltweites Forschungswettrennen: Aus unterschiedlichen Atomsorten stellt man heute sogenannte ?2D-Materialien? her ? atomar dünne Schichten, die oft ganz besondere Materia...

Feinstaub ist gefährlicher als gedacht

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Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben erstmals die fotochemischen Vorgänge im Innern kleinster Partikel in der Luft beobachtet. Dabei entdeckten sie, dass sich in diesen Aerosolen unter alltäglichen Bedingungen zusätzliche Sauerstoffradikale bilden, die der menschlichen Gesundheit schaden...

Elektronen eingegipst

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In einem Kubikzentimeter eines Festkörpers befindet sich typischerweise die unvorstellbar große Zahl von 10²³ Elektronen ? eine 1 mit 23 Nullen. Selbst eine scheinbar einfache Wechselwirkung zwischen Elektronen kann in einem derart extremen Vielteilchenproblem zu verblüffenden Korrelationen führen. ...

Hochwertige und kostengünstige Inkjet-Tinten für die Elektronikindustrie

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Damit werden Tinten in verbesserter Qualität für den Inkjet-Druck von elektronischen Bauteilen für Smart- Systems sowie für den Fahrzeug- und Flugzeugbau produziert. Edelmetallnanopartikel bilden die materielle Basis von leitfähigen Inkjet-Tinten in der gedruckten Elektronik. Ihre Beschaffenheit ist...

Produktionsstart neuer ISO C4 Anlage in Burghausen

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Mit der Inbetriebnahme der neuen ISO C4 Anlage der OMV am Standort Burghausen erreicht die Kooperation zwischen dem weltweit größten Chemieunternehmen, der BASF, und der OMV, dem internationalen, integrierten Öl-, Gas- und Chemieunternehmen mit Sitz in Wien, einen weiteren Meilenstein. Die Anlage ba...

Evonik und InnovationLab bringen neue Batterietechnologie auf den Markt

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Evonik stellt auf der virtuellen Fachmesse LOPEC mit TAeTTOOz® eine neue Materialtechnologie für druckbare Batterien vor. Gemeinsam mit dem Unternehmen InnovationLab prüft der Spezialchemiekonzern die Integration dieser Materialtechnologie in gedruckte Elektronik, um neue Anwendungsmöglichkeiten zu ...

Altreifen werden zu Outdoor-Hosen

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Eine recycelte Hose basierend auf Altreifen: Die neue Produktlinie des Outdoor-Sport-Unternehmens VAUDE, die ab März 2022 im Handel sein wird, zeichnet sich nicht nur durch ein zeitloses Design, robustes Material und eine einfache Reparierbarkeit aus, die Hose ist auch nachhaltig, da chemisch recyce...

Bilanz 2020: ALTANA Umsatz nur leicht gesunken

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Der Spezialchemiekonzern ALTANA hat im Geschäftsjahr 2020 trotz der Belastungen durch die Coronavirus-Pandemie einen nur geringen Umsatzrückgang verzeichnet und konnte das EBITDA gegenüber dem Vorjahr steigern. Der Umsatz erreichte 2.178 Millionen Euro und lag damit lediglich 3 Prozent unter dem Niv...

Großer Durchbruch für "masselose" Energiespeicher

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Forscher der Chalmers University of Technology haben eine strukturelle Batterie hergestellt, die zehnmal besser funktioniert als alle bisherigen Versionen. Sie enthält Kohlenstofffasern, die gleichzeitig als Elektrode, Leiter und tragendes Material dienen. Ihr neuester Forschungsdurchbruch ebnet den...

"Umgekehrter Prozess" könnte die industrielle Gasabscheidung verbessern

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Eine energieeffizientere Methode verbessert die Art und Weise, wie ein industrielles Gas gereinigt wird, indem der traditionelle Prozess umgekehrt wird. Das Konzept wurde von Wissenschaftlern des Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) der Universität Kyoto in Japan und Kollegen entw...

Neue Mikroskopie-Methode löst Fluoreszenzmoleküle nanometergenau auf

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Wissenschaftler um Stefan Hell vom Göttinger Max-Planck-Institut (MPI) für biophysikalische Chemie und dem Heidelberger MPI für medizinische Forschung haben eine neue Lichtmikroskopie-Methode entwickelt, MINSTED genannt. Sie trennt fluoreszenzmarkierte Details mit molekularer Schärfe. Für Nobelpreis...

Es schneit Plastik

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Der Schnee mag schmelzen, aber er hinterlässt Verschmutzungen in Form von Mikro- und Nanokunststoffen, so eine McGill-Studie, die kürzlich in Environmental Pollution veröffentlicht wurde. Die Verschmutzung ist größtenteils auf die relativ löslichen Kunststoffe in Frostschutzmitteln (Polyethylenglyko...

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