Wasserstoff nur aus Wasser und Sonnenenergie herstellen – an diesem nachhaltigen Weg arbeiten Forschende weltweit. Theoretiker:innen unterstützen die Entwicklung, indem sie vielversprechende Materialien und Methoden aufzeigen. Prof. Kai S. Exner aus der Theoretischen Anorganischen Chemie der Universität Duisburg-Essen (UDE) konnte nun nachweisen, dass bisherige Modellierungen von zu einfachen Mechanismen ausgegangen sind und daher keine verlässlichen Ergebnisse liefern.

Die Elektrolyse findet zwischen zwei Polen statt: Der gewünschte Wasserstoff (H2) entsteht an der Kathode, parallel wird an der Anode Sauerstoff (O2) freigesetzt. Beide Seiten sind voneinander abhängig, daher st...
Kommt es durch den Klimawandel zu mehr Regen, fördert das die Verwitterung von Gestein und damit die Erosion des Bodens. Die gelösten Stoffe gelangen über die Flüsse ins Meer. Ein neues Modell des Helmholtz-Zentrums Hereon zeigt: Der Prozess hat dort Einfluss auf die CO2-Speicherung. Erhöhen sich die weltweiten Emissionen von Treibhausgasen wie bisher stark, steigert das die Fähigkeit zur Bindung. Bei niedrigen Emissionen passiert das Gegenteil. Die Studie betrachtete die Faktoren, die die Bindungsfähigkeit begünstigen und deren Auswirkungen.

Variiert der Koch bei der Zubereitung eines Gerichts die Menge der Zutaten, entsteht ein völlig neuer Geschmack. Genau so ist das auch ...
Selbst geringe Schadstoffenspuren in Wasser oder anderen Flüssigkeiten lassen sich mit spektroskopischen Untersuchungsmethoden nachweisen. Für den Einsatz in der Forensik, der Sicherheitsbranche, der Lebensmittelindustrie oder der medizinischen Diagnostik sind Methoden wie die oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS, surface-enhanced Raman scattering) allerdings noch zu teuer und nicht zuverlässig genug. Einem Forschungsteam aus der Materialwissenschaft der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ist es jetzt gelungen, die Leistungsfähigkeit der Methode um das 50-fache zu steigern. Sie entwickelten ein Substrat mit besonderen Nanostrukturen, das die Empfindlichkeit und die r...
Moderne Energiespeicher sind ein wichtiger Baustein für eine klimafreundliche Zukunft. Modern bedeutet dabei nicht nur, dass ihre Leistungsfähigkeit den Ansprüchen einer hochtechnisierten Gesellschaft genügt, sondern auch, dass sie nachhaltig produziert und recycelt werden können. Und dabei geraten überraschende Rohstoffe in den Fokus – beispielsweise Brauereiabfälle. So haben Chemikerinnen und Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena nun gemeinsam mit spanischen Kolleginnen und Kollegen Biertreber als biologische Ressource für die Herstellung elektrochemischer Energiespeicher erprobt. Dabei gewannen sie Kohlenstoff, der als Elektrode in Batterien Verwendung finden kann, u...
Seit Langem wird vermutet, dass im All sogenannte Fullerene und deren Abkömmlinge entstehen können – grosse Kohlenstoffmoleküle in Fussball-, Schüssel- oder Röhrchenform. Ein internationales Forschungsteam hat nun mit Unterstützung der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI gezeigt, wie diese Reaktion abläuft. «We are stardust, we are golden. We are billion-year-old carbon.» In ihrem Song Woodstock besangen Crosby, Stills, Nash & Young, woraus auch wir Menschen letztendlich zusammengesetzt sind: aus Sternenstaub. Wer sich in der Astronomie ein wenig auskennt, kann den Text der amerikanischen Kultband bestätigen – die Planeten und wir Menschen bestehen tatsächlich aus ...
Infektions- und Immunitätsstatus der Bevölkerung gelten als Schlüsselparameter für den Umgang mit Pandemien. Dafür ist der Nachweis von Antigenen und Antikörpern von großer Bedeutung. Die derzeit dafür verwendeten Geräte – so genannte Point-of-Care (POC) Geräte – sind eine Option für ein schnelles Screening. Allerdings muss ihre Empfindlichkeit weiter verbessert werden. Dies ist Wissenschaftler*innen am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) gelungen, indem sie einen auf Goldnanodrähten basierenden Nanobiosensor entwickelt haben, wie die Forscher*innen in der Fachzeitschrift ACS Publications (DOI: 10.1021/acssensors.2c01686) berichten.

Inzwischen ist aus zahlreich...
Wie viele Personen waren schon infiziert, wer gilt als immun, wer ist gesundheitlich gefährdet? Antworten auf diese Fragen hat ein Konsortium in einer vom Bundesforschungsministerium (BMBF) mit drei Millionen Euro geförderte Studie gefunden – und nun einen Abschlussbericht vorgelegt. Demnach ist ein Großteil der Bevölkerung moderat bis sehr gut vor einem schweren Verlauf von COVID-19 geschützt. Allerdings: Bei besonders vulnerablen Patienten, wie älteren oder vorerkrankten Menschen, bestehen relevante Lücken im Immunschutz. Beteiligt an dem Verbundprojekt war auch die Westfälische Wilhelms-Universität (WWU) Münster: Prof. André Karch, stellvertretender Direktor des Instituts fü...
Die Photosynthese ist der Motor allen Lebens auf der Erde. Damit aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser energiereiche Zucker und Sauerstoff entstehen können, sind komplexe Prozesse notwendig, die von zwei Proteinkomplexen angetrieben werden, den Photosystemen I und II. Im Photosystem I wird das Sonnenlicht mit einer Effizienz von fast 100 % genutzt. Die entscheidende Rolle hierbei spielt ein komplexes Netzwerk aus 288 Chlorophyllen. Ein Team um die LMU-Chemikerin Regina de Vivie-Riedle hat diese Chlorophylle nun mithilfe hochgenauer quantenchemischer Berechnungen charakterisiert– ein wichtiger Fortschritt, um den Energietransfer in diesem System besser zu verstehen und seine Effizienz z...
Wenn unsere Blutgefäße durch Schnitt- oder Schürfwunden oder Quetschungen verletzt werden, ist es lebenswichtig, dass die Blutung gestillt und die Wunde verschlossen wird. In der Fachsprache heißt dieser Prozess Hämostase. Diese besteht aus zwei Vorgängen: Der Blutstillung, bei der sich Blutplättchen (Thrombozyten) an die Wundränder heften, einen Pfropf bilden und die Verletzung provisorisch abdichten. Und der Blutgerinnung beziehungsweise Gerinnungskaskade, bei der am Ende lange Fasern aus Fibrin gebildet werden, welche gemeinsam mit den Blutplättchen die Wunde fest abdichten. Wird Fibrin jedoch im Übermaß gebildet, zum Beispiel bei chronischen Wunden, kann es zu Gefäßverschlü...
Noch immer verstehen wir nicht genau, wie Antibiotika Bakterien abtöten. Dieses Verständnis ist jedoch erforderlich, wenn wir neue Antibiotika entwickeln wollen. Und genau das ist dringend notwendig, denn Bakterien zeigen derzeit immer mehr Resistenzen gegen existierende Antibiotika. Bonner Forschende klärten nun den hemmenden Wirkmechanismus von Antibiotika auf das Wachstum von Staphylococcus aureus auf.

Dazu beobachteten Forschende des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn mit Hilfe von Hochleistungs-Mikroskopen den Effekt von verschiedenen Antibiotika auf die Zellteilung von Staphylococcus aureus. Dabei fanden sie heraus, dass die Biosynthese von Peptidogly...
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