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Neues aus dem Institut

Deuterium from a quantum sieve

  • 05 December 2012

A metal-organic framework separates hydrogen isotopes more efficiently than previous methods.

In future it may be easier for chemists, biologists and physicists to obtain the ideal substance with which to clarify numerous research issues. For the first time, a team of scientists from the Max Planck Institute for Intelligent Systems in Stuttgart, Jacobs University Bremen and the University of Augsburg have been able to apply a new method to separate hydrogen and its heavier isotope deuterium more efficiently than before. To this effect, they use a metal-organic framework as a quantum sieve to separate the isotopes. Deuterium serves to determine the structure of unknown substances, for example. Chemists also use it to investigate how reactions involving hydrogen proceed and thus create the basis on which to optimise the conversion. Biologists use deuterium to analyse metabolic processes, among other things.

Michael Hirscher


Deuterium aus dem Quantensieb

  • 05 December 2012

Eine metallorganische Gerüstverbindung trennt Wasserstoff-Isotope effizienter als bisherige Methoden

Chemiker, Biologen und Physiker gelangen künftig möglicherweise leichter an das Mittel der Wahl, mit dem sie zahlreiche Forschungsfragen klären können. Ein Team von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart, der Jacobs University Bremen und der Universität Augsburg gelang es erstmals mit einer neuen Methode, Wasserstoff und sein schweres Isotop Deuterium effizienter als bisher zu trennen. Sie nutzen dazu eine metallorganische Gerüstverbindung als Quantensieb. Deuterium dient als Hilfsmittel, um etwa die Struktur unbekannter Stoffe zu bestimmen. Mit ihm untersuchen Chemiker aber auch, wie Reaktionen ablaufen, an denen Wasserstoff beteiligt ist, und schaffen so die Basis, um die Umwandlung zu optimieren. Biologen analysieren mit Deuterium unter anderem Stoffwechselprozesse.


Quantenstress in Nanoschichten

  • 12 September 2012

In einem Aluminiumfilm aus wenigen Atomlagen erzeugen eingesperrte Elektronen mechanische Spannungen von bis zum 1000fachen des Atmosphärendrucks

Leseköpfe von Festplatten-Laufwerken, Laser in DVD-Spielern, Transistoren auf Computer-Chips: all diese Bauteile, und noch viele andere mehr, enthalten ultradünne Schichten aus Metallen oder Halbleitern. In den dünnen Schichten entstehen während ihrer Herstellung Spannungen. Diese beeinflussen die optischen und magnetischen Eigenschaften der Bauteile, verursachen aber auch Fehler im Kristallgitter und lassen ein Bauteil schließlich versagen. Wie Forscher am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart nun festgestellt haben, erzeugt aber auch ein bislang unbekannter quantenmechanischer Mechanismus, der auf einem Effekt namens quantum confinement beruht, enorme Spannungen in den Schichten. Demnach kann der Druck abhängig von der Dicke dadurch bis zum 1000-fachen des Atmosphärendrucks ansteigen. Die Erkenntnisse könnten helfen, die optischen und magnetischen Eigenschaften von Dünnschichtsystemen zu steuern und ihre mechanische Stabilität zu erhöhen. Außerdem lassen sich auf Basis dieser Erkenntnisse möglicherweise sehr sensitive Sensoren entwickeln.


Tübinger Wissenschaftler wird für exzellente Forschung geehrt

  • 27 June 2012

Bernhard Schölkopf erhält den Akademiepreis 2012 der Berlin-Brandenburgischen Akademie.

Prof. Dr. Bernhard Schölkopf, Geschäftsführender Direktor des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme mit Standorten in Tübingen und Stuttgart, erhält den Akademiepreis 2012 der Berlin-Brandenburgischen Akademie. Dieser mit 30.000 Euro dotierte Preis honoriert seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen und wird am 30. Juni 2012 auf der Festsitzung zum Leibniztag der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften (BBAW) verliehen. Schölkopf gehört international zu den bedeutendsten Wissenschaftlern auf dem Gebiet des maschinellen Lernens.

Bernhard Schölkopf


Vier Nachwuchswissenschaftler an Max-Planck-Instituten erhalten den Sofja Kovalevskaja-Preis 2012

  • 23 March 2012

Unter den insgesamt 14 Preisträgern befinden sich vier Nachwuchswissenschaftler, die an Max-Planck-Instituten arbeiten. Mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gestifteten Sofia Kovalevskaja-Preis zeichnet die Alexander von Humboldt-Stiftung Spitzenleistungen von jungen, ausländischen Forschern aus. Mit je 1,65 Millionen Euro können sie damit eigenständige Nachwuchsgruppen an deutschen Forschungsinstitutionen aufbauen. Eine der Preisträgerinnen ist Na Liu vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart.

Laura Na Liu


Muster der Zellbewegung

  • 08 March 2012

Eine Methode, Zellen in feinen, einfach zu erzeugenden Strukturen wachsen zu lassen, liefert neue Erkenntnisse zur Zellmigration

Bei Kindertränen reicht oft ein aufgestoßenes Knie als Ursache, Erwachsene plagt eher die Sorge vor Krebs. In beiden Fällen, bei der Wundheilung wie beim Wachstum und der Ausbreitung von Tumoren, spielt eine Eigenschaft von Körperzellen eine entscheidende Rolle: ihre Fähigkeit, sich in ihrer Gewebeumgebung zu bewegen. Wissenschaftler vom Stuttgarter Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und von der Universität Heidelberg haben nun zusammen mit japanischen Kollegen eine vielversprechende Methode zur Untersuchung der Zellbewegung entwickelt. Damit können sie das kollektive Verhalten von kleinen Zellverbänden in einer Umgebung untersuchen, die dem lebenden Gewebe nahe kommt. Auf diese Weise hat die Stuttgarter Kooperation das kollektive Ausbreitungsverhalten sogenannter Epithelzellen am Beginn von Heilungsprozessen studiert. Die dabei gewonnen Erkenntnisse bestätigen das Potenzial der neue Methode, neue Einsichten zu der schon seit Jahrzehnten erforschten Zellmigration zu liefern.


Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme werben begehrte und umfangreiche „ERC-Grants“ ein – exzellente Forschung auf Jahre gesichert

  • 30 January 2012

Stuttgart. Leitende Wissenschaftlern des neu formierten Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme haben zwei der überaus begehrten Förderverträge des Europäischen Research Councils (ERC-Grants) mit einem Gesamtvolumen von knapp 5 Millionen Euro für die Stuttgarter Materialforschung eingeworben.


An der Grenze der Reibung

  • 19 December 2011

Genaue Einblicke, wie zwei mikroskopische Flächen übereinander gleiten, könnten helfen, reibungsarme Oberflächen herzustellen

Das Problem gibt es im Großen wie im Kleinen, und schon den alten Ägyptern machte es zu schaffen. Doch während Physiker die Reibung etwa eines Steinquaders, den Arbeiter zu einer Pyramide ziehen, bereits seit längerem gut verstehen, können sie Reibung in mikroskopischen Dimensionen erst jetzt im Detail erklären. Forscher der Universität Stuttgart und des Max-Planck-Instituts für intelligente Systeme ebenfalls in Stuttgart haben in einem ausgeklügelten Experiment eine Lage regelmäßig angeordneter Kunststoffkügelchen über einen künstlichen Kristall aus Licht gezogen. Auf diese Weise konnten sie im Detail beobachten, wie die Schicht der Kügelchen über den Lichtkristall glitt. Anders als man intuitiv vermuten könnte, bewegen sich die Kügelchen dabei nicht alle gemeinsam. Vielmehr gleiten immer nur einige von ihnen, während die anderen auf ihren Plätzen sitzenbleiben. Diese Beobachtung bestätigt theoretische Voraussagen und erklärt auch, warum die Reibung zwischen mikroskopischen Oberflächen von ihrer atomaren Struktur abhängt.


Die kleinste Dampfmaschine der Welt

  • 11 December 2011

Eine nur wenige Mikrometer große Wärmekraftmaschine funktioniert so gut wie ihr großes Gegenstück, obwohl sie stottert

Was beim Automotor einen Fall für die Werkstatt bedeutet, ist bei einem Mikromotor völlig normal. Wenn der stottert, liegt das nämlich an den thermischen Bewegungen der kleinsten Teilchen, die seinen Lauf stören. Das haben Forscher der Universität Stuttgart und des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme in Stuttgart nun an einer Wärmekraftmaschine im Mikromaßstab beobachtet. Gleichzeitig stellten sie fest, dass die Maschine unterm Strich doch Arbeit leistet. Diese lässt sich derzeit zwar noch nicht nutzen, das Experiment der Stuttgarter Forscher zeigt aber, dass ein Motor auch im Mikromaßstab grundsätzlich funktioniert. Damit steht der Konstruktion von hocheffizienten, kleinen Wärmekraftmaschinen prinzipiell nichts im Wege.


Nanospeicher bringen Computer groß raus

  • 01 July 2011

Computer dienen heute als Musikbox, Filmarchiv und Fotoalbum. Sie müssen daher immer größere Datenmengen schnell zugänglich machen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für intelligente Systeme in Stuttgart und des Hallenser Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik bereiten den Weg für magnetische Speichermaterialien, die das ermöglichen, und nutzen dabei geschickt die ganz eigenen Gesetze der Nanowelt aus. Text Christian Meier