ETH-News

Die amerikanische Forschungsf?rderungsagentur IARPA finanziert zwei Quantum-Computing-Projekte mit ETH-Beteiligung mit insgesamt bis zu 40 Millionen US-Dollar. Beide Projekte haben das Ziel, zwei fehlerkorrigierte Qubits miteinander zu verkn¨¹pfen und so den Grundstein f¨¹r k¨¹nftige Quantencomputer zu legen.

ETH-Forschende haben mit Hilfe eines ungew?hnlich platzierten Halbleitermaterials eine Antenne f¨¹r winzige Lichtquellen auf einem Chip geschaffen. In Zukunft k?nnten auf diese Weise effiziente Nano-LEDs und -Laser hergestellt werden.

Forschende der ETH Z¨¹rich und der Empa entwickelten ein Pflaster mit Sensorfunktion. Damit k?nnen nach einer Operation im Bauchraum Wunden verschlossen werden. Das Polymerpflaster warnt, bevor gef?hrliche Lecks an N?hten im Magen-Darm-Trakt entstehen.

ETH-Forschende haben ein elektronisches Garn entwickelt, das K?rperbewegungen sehr genau misst. Der Textilsensor kann direkt in Sport- oder Arbeitskleidung integriert werden und sagt die M¨¹digkeit des Tr?gers w?hrend k?rperlicher Belastung voraus.

Forschende der ETH Z¨¹rich erreichten erstmals einen Formged?chtniseffekt bei Objekten, die nur wenige Nanometer d¨¹nn sind. Das l?sst sich nutzen, um winzige Maschinen und kleine Roboter im Nanomassstab herzustellen.

ETH-Forschenden gelingt es, mit extrem kurzen und starken R?ntgenpulsen dreidimensionale Bilder von einzelnen Nanoteilchen zu machen. Damit k?nnten k¨¹nftig sogar 3D-Filme von dynamischen Prozessen auf der Nanoskala gemacht werden.

Eine neue Gold-Nanobeschichtung von ETH-Forschenden heizt Brillengl?ser mit Sonnenlicht auf, sodass diese auch bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht mehr beschlagen. Auch auf Autoscheiben k?nnte die Beschichtung zur Anwendung kommen.

ETH-Forschende haben eine Methode entwickelt um mehrere Nanopartikel gleichzeitig auf Temperaturen von nur wenigen Tausendstel Grad ¨¹ber dem absoluten Nullpunkt abzuk¨¹hlen. Mit dieser neuen Methode k?nnen Quanteneffekte mehrerer Nanopartikel studiert und hochempfindliche Sensoren gebaut werden.

Farben k?nnen auf ganz unterschiedliche Weisen entstehen. Doch Farbenreichtum ist nicht einfach nur sch?n anzusehen, Farben k?nnen auch eine wichtige Funktion haben.

Forschende von ETH Z¨¹rich, Universit?t Z¨¹rich und Empa entwickelten ein neues Material f¨¹r ein Computerbauteil, das flexibler einsetzbar ist als seine Vorg?nger. Damit sollen elektronische Schaltungen gebaut werden, die sich am menschlichen Gehirn orientieren, und die Aufgaben des maschinellen Lernens effizienter l?sen k?nnen.

Johannes Weichart entwickelt in seinem Doktorat eine k¨¹nstliche Haut, die Robotern zu einem menschen?hnlichen Tastsinn verhelfen soll. Damit werden sie in Zukunft viel geschickter mit Objekten umgehen k?nnen.

ETH-Forschende erzeugen Farben, indem sie bestimmte Nanostrukturen 3D-drucken, die sie einem Schmetterling abgeschaut haben. Mit diesem Prinzip k?nnen k¨¹nftig Farbbildschirme hergestellt werden.

Bei der letzten Ausschreibung der renommierten ERC Starting Grants hat der europ?ische Forschungsrat elf Auszeichnungen an ETH-Forschende im Wert von rund 17 Millionen Schweizer Franken vergeben. Die Forschenden k?nnen den Award aber aufgrund der Nicht-Assoziierung der Schweiz nicht beziehen. Das Staatssekretariat f¨¹r Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) stellt nun die finanziellen Mittel zur Verf¨¹gung.

Tragf?hig, leicht und nun auch recycelbar: Die Forschenden um Professor Paolo Ermanni wurden mit dem ?Spark Award? f¨¹r ihr neuartiges Verfahren zur Herstellung nachhaltiger Verbundwerkstoffe ausgezeichnet. Die ETH Z¨¹rich w¨¹rdigte mit dem Preis in diesem Jahr zum zehnten Mal ihre vielversprechendste Erfindung.

ETH-Forschenden ist es gelungen, Nanokristalle aus zwei verschiedenen Metallen mittels eines Amalgamierungs-Prozesses herzustellen, bei dem ein fl¨¹ssiges Metall ein festes durchdringt. Diese neue und ¨¹berraschend intuitive Technik macht es m?glich, eine grosse Bandbreite an intermetallischen Nanokristallen mit massgeschneiderten Eigenschaften f¨¹r verschiedenste Anwendungen zu produzieren.

Forschende der ETH Z¨¹rich entwickelten einen Kondensator f¨¹r L?nder mit Wasserknappheit. Damit kann erstmals ohne Energie w?hrend des ganzen Tages Wasser aus der Luft gewonnen werden. M?glich ist dies dank einer selbstk¨¹hlenden Oberfl?che und einem speziellen Strahlungsschutzschild.

ETH-Forschende entwickeln eine neue Filtermembran, die hocheffizient verschiedenste Viren aus dem Wasser und der Luft filtriert und inaktiviert. Die Membran basiert auf biokompatiblen Materialien und weist eine entsprechend gute Umweltbilanz auf.

Die ETH Z¨¹rich und das Paul Scherrer Institut (PSI) er?ffnen ein gemeinsames Zentrum zur Entwicklung von Quantencomputern. Ziel ist es, die Realisierung von Quantencomputern sowohl auf Basis von Ionenfallen als auch von supraleitenden Bauteilen voranzutreiben. Die ETH Z¨¹rich stellt daf¨¹r 32 Mio. Franken bereit. Rund 30 Forschende werden im Zentrum arbeiten.

Von Forschenden der ETH Z¨¹rich und der Empa entwickelte Nanopartikel sp¨¹ren multiresistente Bakterien auf und machen sie unsch?dlich. Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist die Entwicklung eines antibakteriellen Mittels, das dort wirkt, wo herk?mmliche Antibiotika wirkungslos sind.

Sieben ETH-Forschende d¨¹rfen sich ¨¹ber grossz¨¹gige Zusch¨¹sse freuen: Der Europ?ische Forschungsrat (ERC) f?rdert ihre Projekte im Umfang von rund 15 Millionen Franken. ?

Seit der Entdeckung von Graphen stehen zweidimensionale Materialien im Fokus der Materialforschung. Mit ihnen liessen sich unter anderem winzige, leistungsstarke Transistoren bauen. Forscher der ETH Z¨¹rich und der EPF Lausanne haben nun aus 100 m?glichen Materialien 13 vielversprechende Kandidaten entdeckt.

ETH-Forschende haben die erste theoretische Erkl?rung daf¨¹r geliefert, wie elektrischer Strom in Halbleitern aus Nanokristallen geleitet wird. Dadurch k?nnten in Zukunft neue Sensoren, Laser oder LEDs f¨¹r Bildschirme entwickelt werden.

Forschende der ETH Z¨¹rich und der Empa haben gezeigt, dass man aus Silizium kleinste Objekte herstellen kann, die deutlich fester und verformbarer sind als bisher gedacht. Dadurch k?nnen etwa Sensoren in Handys kleiner und robuster werden.

Experimentelle Epidemiologie, ultraschnelle Prozesse in Materialien, bio-inspirierte Mikro- und Nanorobotik, Soziale Netzwerke, Waldressourcen, Konstruktionserbe und Denkmalpflege: Die frisch ernannten ETH-Professorinnen und -Professoren decken ein breites Spektrum zukunftstr?chtiger Themen ab.

Ein neues Verfahren vereinfacht die Herstellung von por?sen Materialien mit definierter Nanostruktur und bringt sie einen Schritt n?her an die Massenproduktion.

ETH-Wissenschaftler haben die QLED-Technologie f¨¹r Bildschirme weiterentwickelt. Sie stellten Lichtquellen her, die zum ersten Mal Licht in hoher Intensit?t in nur eine Richtung ausstrahlen. Dies verringert Streuverluste, was die Technologie ?usserst energieeffizient macht.

ETH-Forschende stellten 18-kar?tiges Gold her, das sehr leicht ist. Grundlage ist eine Matrix aus Plastik, welche metallische Legierungselemente ersetzt.

Zwei Forschungsgruppen der ETH Z¨¹rich entwickelten eine Methode, die realit?tsnah, schnell und effizient elektronische Nanobauteile und deren Eigenschaften simuliert. F¨¹r die Industrie und Rechenzentrumsbetreiber ein Lichtblick. Gestern erhielten die Forscher f¨¹r ihre Leistung den Gordon Bell Prize f¨¹r Supercomputing.

Lichtstrahlen schnell zu schalten, ist in vielen technischen Anwendungen wichtig. ETH-Forschende haben jetzt einen ?elektrooptomechanischen? Schalter f¨¹r Lichtstrahlen entwickelt, der deutlich kleiner und schneller ist als heutige Modelle. Bedeutsam ist das f¨¹r selbstfahrende Autos und optische Quantentechnologien.

Erstmals konnten ETH-Forscherinnen und Forscher die Korrosion von Magnesiumlegierungen f¨¹r biomedizinische Anwendungen auf der Nanoskala beobachten. Dies ist ein wichtiger Schritt, um bessere Vorhersagen dar¨¹ber zu treffen, wie schnell Implantate im K?rper abgebaut werden und so massgeschneiderte Implantatwerkstoffe entwickelt werden k?nnen.

Mikroverunreinigungen sind eine grosse Belastung f¨¹r unsere Gew?sser. Sie aus dem Abwasser zu beseitigen, ist technisch jedoch sehr aufw?ndig. ETH-Forschende haben nun einen Ansatz entwickelt, mit dem sich diese problematischen Substanzen effizient beseitigen lassen.

Gibt es Wasser, das selbst bei minus 263 Grad Celsius nicht zu Eis gefriert? Ja, das gibt es, sagen Forscherinnen und Forscher der ETH Z¨¹rich und der Universit?t Z¨¹rich. N?mlich dann, wenn es in wenige Nanometer d¨¹nnen Kan?len aus Lipiden ?gefangen? ist.

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI und der ETH Z¨¹rich haben im Nanobereich ein besonderes Ph?nomen des Magnetismus entdeckt. Es erm?glicht, Magnete in ungew?hnlichen Konfigu?rationen zusammenzustellen. Damit k?nnte man Computer?speicher und -????schalter bauen, um die Leistungsf?higkeit von Mikro?prozessoren zu steigern.

Eine neue, von ETH-Forschern entwickelte Beschichtung verhindert, dass Scheiben beschlagen. Sie heizt die Scheiben auf, ganz ohne Strom, nur mithilfe von Sonnenlicht.

Mit neuentwickelten Nanoventilen l?sst sich in winzigen Kan?len der Fluss von einzelnen Nanopartikeln in Fl¨¹ssigkeiten steuern. Das ist Interessant f¨¹r sogenannte Lab-on-a-Chip-Anwendungen in der Materialwissenschaft oder der Biomedizin.

ETH-Wissenschaftler entwickelten die mit Abstand kleinste und g¨¹nstigste Apparatur, mit der Menschen am Geruch detektiert werden k?nnen. Sie eignet sich f¨¹r die Suche nach Personen, die bei einem Erdbeben oder von einer Lawine versch¨¹ttet worden sind.

ETH-Forscherinnen und -Forscher um Lucio Isa haben aufgekl?rt, wie die Oberfl?chenbeschaffenheit von Mikrok¨¹gelchen den sprunghaften Anstieg der Viskosit?t von Suspensionen beeinflusst. Damit legen sie die Grundlage f¨¹r Anwendungen wie gut fliessenden Zement.

ETH-Forschende entwickelten eine neue Methode, um grosse Membranproteine f¨¹r die Strukturaufkl?rung zu kristallisieren. Davon profitieren werden die biologische Forschung und die Pharmaindustrie.

Eine in den vergangenen Jahren intensiv untersuchte Art von Quantenpunkten kann Licht in allen Farben wiedergeben und ist sehr hell. Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Wissenschaftlern der ETH Z¨¹rich hat nun herausgefunden, warum dem so ist. Die Quantenpunkte k?nnten dereinst in Leuchtdioden zum Einsatz kommen.

Mit Schalldruck und einem rotierenden Magnetfeld k?nnen ETH-Forscher Aggregate aus Magnetpartikeln in engen Gef?ssen so fortbewegen, wie sich weisse Blutk?rperchen fortbewegen: rollend. Die Technik k?nnte die Ultraschall-Bildgebung verbessern und eine gezielte Wirkstoffabgabe erm?glichen.

Mit Hilfe von Simulationen gelang es einem Forscherteam unter Leitung von ETH-Professorin Viola Vogel ein fadenf?rmiges Peptid zu entwickeln, das den Spannungszustand von Gewebefasern erkennen kann. Das ebnet nun den Weg f¨¹r komplett neue Forschungsans?tze in der Medizin und Pharmakologie.

ETH-Forscher haben eine Methode entwickelt, mit der sich grosse Mengen genetischer Information komprimieren und in Zellen wieder dekomprimieren lassen. Das k?nnte bei der Entwicklung neuartiger Therapien helfen.

Vor rund sechs Jahren er?ffneten die ETH Z¨¹rich und IBM Research in R¨¹schlikon gemeinsam das Binnig and Rohrer Nanotechnology Center. Diese Woche ziehen die Beteiligten an einem Symposium eine Zwischenbilanz ¨¹ber das bisher Erreichte.

Forscher der ETH Z¨¹rich haben ein Miniaturger?t entwickelt, das laser?hnliche Strahlen aus elektromagnetischen Wellen erzeugen kann, die als Oberfl?chenplasmonen bezeichnet werden. Diese k?nnen viel st?rker geb¨¹ndelt werden als Licht, was sie f¨¹r Anwendungen in Sensoren n¨¹tzlich macht.

Einmal blasen bitte. In Zukunft gilt das nicht nur f¨¹r Alkoholkontrollen der Polizei, sondern auch zur ?berpr¨¹fung des Trainingsstands von Sportlerinnen und Leuten, die den Speckr?llchen den Kampf angesagt haben. Mit einem von ETH-Forschenden entwickelten Sensor k?nnen diese Personen ganz einfach per Atemanalyse messen, wann ihr K?rper beginnt, Fett zu verbrennen.

Ein internationales Forscher-Team hat eine neue Datenbank f¨¹r Molekulardynamik-Modelle geschaffen, welche die Eigenschaften von Zement in allen Spielarten simulieren. Ziel der Datenbank ist es, Wissenschaftler und Hersteller bei der Feinabstimmung dieser Beton-Komponente zu unterst¨¹tzen und dadurch nicht zuletzt die Emissionen im Herstellungsprozess zu verringern.

Magnetische Datenspeicher galten bislang als zu langsam f¨¹r die Herstellung von Computer-Arbeitsspeichern. ETH-Forscher haben nun ein Verfahren untersucht, mit dem das magnetische Schreiben von Daten deutlich schneller und energiesparender m?glich ist.

Weben, eine Jahrtausende alte Technik zur Herstellung von Textilien, wurde von ETH Forschern erstmals verwendet, um ein vollst?ndig organisches Nanogewebe herzustellen. Dass dabei ein dreiachsiges Kagome-Gewebe entsteht, hat mit dem raffinierten Design der Molek¨¹le zu tun, aus denen die F?den aufgebaut sind.

Simone Sch¨¹rle m?chte den Dingen auf den Grund gehen: Seit August entwickelt die Expertin f¨¹r Mikro-und Nanotechnologie und Stipendiatin der??Society in Science? als Assistenzprofessorin f¨¹r Reaktionsf?hige Biomedizinische Systeme an der ETH Z¨¹rich winzige Maschinen f¨¹r die medizinische Anwendung im?menschlichen K?rper.

Empfindliche Sensoren m¨¹ssen weitgehend von Umwelteinfl¨¹ssen abgeschirmt sein. Forschende an der ETH Z¨¹rich haben nun gezeigt, wie man elektrische Ladung von einem Nanok¨¹gelchen, mit dem kleinste Kr?fte gemessen werden k?nnen, entfernt und ihm hinzuf¨¹gt.

ETH-Forscher um Lucio Isa entwickelten Mikropartikel mit rauer, himbeerenartiger Oberfl?che, welche Emulsionen auf neuartige Weise stabilisieren.

Das Verhalten von Kleinstteilchen in der Umwelt ist ?usserst komplex. Um dieses umfassend zu verstehen, fehlt es heute an systematischen Experimentaldaten, wie ETH-Umweltwissenschaftler in einer grossen ?bersichtsstudie zeigen. Eine standardisiertere Herangehensweise w¨¹rde das Forschungsfeld weiterbringen.

Forscher um ETH-Professor David Norris kl?ren anhand eines Modells den generellen Mechanismus, wie sich Nano-Pl?ttchen bilden. Mit Katzengold konnten sie ihre Theorie auch gleich best?tigen.

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Z¨¹rich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfl?che mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu best¨¹cken. Interessant ist dies insbesondere f¨¹r die Entwicklung neuartiger winziger Datentr?ger.

ETH-Materialwissenschaftler entwickelten eine neue Keramik-Herstellungsmethode. Dabei m¨¹ssen die Ausgangsstoffe nicht gebrannt werden. Stattdessen werden sie bei Raumtemperatur bei hohem Druck zusammengepresst, was deutlich energieeffizienter ist.

Alle f¨¹nf Sekunden stirbt weltweit ein Mensch an Blutvergiftung. Hemotune, ein junges Startup-Unternehmen von ETH-Forschenden, will dagegen k?mpfen: mit einem neuen Verfahren zur Blutreinigung.

Haelixa ist ein neuer ETH-Spin-off, der DNA-basierte Markersubstanzen auf den Markt bringen will. Damit k?nnte die Firma den Erd?l- und Geothermiemarkt sauberer machen.

Forscherinnen und Forscher um ETH-Professorin Vanessa Wood sind mittels umfangreichen Analysen den Gittervibrationen von Nanokristallen auf die Spur gekommen. Die Erkenntnisse helfen, nanostrukturierte Materialien systematisch und gezielt weiterzuentwickeln.

Forscher um J¨¹rg Leuthold, Professor f¨¹r Photonik und Kommunikation, haben den kleinsten integriert optischen Schalter der Welt geschaffen. Durch das Anlegen einer kleinen Spannung wird ein Atom verschoben und der Schalter ist an- oder ausgeschaltet.

ETH-Forscher entwickeln ein neuartiges Wasserfiltersystem, das bisherigen Systemen in vielerlei Hinsicht ¨¹berlegen ist: Es entfernt aus dem Wasser h?chst effizient verschiedene giftige Schwermetall-Ionen und radioaktive Substanzen und l?sst sich erst noch f¨¹r die Wiedergewinnung von Gold nutzen.

Forschende der ETH Z¨¹rich stellten mit einem neuartigen Nano-Druckverfahren transparente Elektroden f¨¹r den Einsatz in Touchscreens her. Die neuen Elektroden geh?ren zu den transparentesten und leitf?higsten, die je entwickelt wurden.

Forscher der ETH Z¨¹rich und des ETH-Spin-offs Scrona k?nnen sich bei Guinness World Records Limited eintragen lassen: Sie haben das kleinste Inkjet-Farbbild der Welt gedruckt. Diesen Rekord erzielten sie mit einer neuen 3D-Nanodruck-Technologie, die an der ETH Z¨¹rich entwickelt wurde und von Scrona kommerzialisiert wird.

Forschende der ETH Z¨¹rich schufen einen Schaumstoff aus echtem Gold. Es ist die leichteste Form des Edelmetalls, die je hergestellt wurde. Sie ist tausendmal leichter als herk?mmliches Gold und von diesem mit blossem Auge kaum zu unterscheiden. Anwendungsm?glichkeiten daf¨¹r gibt es viele.

ETH-Materialforschende entwickeln ein Verfahren, mit dem sie die komplexe Feinstruktur von biologischen Verbundmaterialien wie Z?hnen oder Muschelschalen nachahmen. Sie k?nnen damit k¨¹nstlich Materialien erschaffen, die genauso hart oder z?h sind wie ihre nat¨¹rlichen Vorbilder.

Der ETH-Rat hat auf Antrag von ETH-Pr?sident Lino Guzzella eine Professorin und f¨¹nf Professoren an der ETH Z¨¹rich ernannt und einen Professorentitel verliehen.

Wissenschaftler der ETH Z¨¹rich k?nnen die magnetische und elektrische innere Ordnung einer intensiv erforschten Materialklasse, den Multiferroika, sichtbar machen und gezielt ver?ndern. Dies ?ffnet T¨¹ren f¨¹r vielversprechende elektronische Anwendungen. Speziell interessieren sich die Forschenden f¨¹r die W?nde der geordneten Bereiche.

Mit einem speziellen Computerprogramm k?nnen Forscher der ETH Z¨¹rich elektronische Nanobauteile simulieren. Sie unterst¨¹tzen damit die Materialwissenschaft und Industrie in Entwicklung und Produktion.

Wissenschaftler der ETH Z¨¹rich bauten ein Thermometer, das mindestens hundertmal empfindlicher ist als bisherige Temperatursensoren. Es besteht aus einem biologisch-synthetischen Hybridmaterial mit Tabakzellen und Nanor?hrchen.

Allj?hrlich vergibt das Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik (D-MAVT) die Aurel Stodola Medaille an einen herausragenden Wissenschaftler des Faches. Dieses Jahr wird damit Mauro Ferrari geehrt, der am Houston Methodist Hospital in Texas im Bereich Nano-Medizin forscht und lehrt. Am 1. April spricht er an der ETH Z¨¹rich ¨¹ber seine Forschung.

Wissenschaftlern gelang es erstmals, den Strom durch Membrankan?le in schlagenden Herzmuskelzellen zu messen. Dazu kombinierten sie ein Rasterkraftmikroskop mit einem breit eingesetzten Verfahren zur Messung von elektrischen Signalen in K?rperzellen.

F¨¹r Objekte in Nanogr?sse gelten die fundamentalen Gesetze der Thermodynamik nicht im gleichen Masse wie f¨¹r unsere makroskopische Alltagswelt. Ein Team von Wissenschaftlern beschrieb nun, dass es in der Nanowelt auch zu einer W?rme¨¹bertragung von kalten zu warmen Objekten kommen kann.

Dank der besonderen Gesetze im Nanokosmos k?nnen Wissenschaftler Materialien massschneidern und ihnen v?llig neue Eigenschaften entlocken. Zum Beispiel f¨¹r schnellere Mikroprozessoren oder nat¨¹rlicher wirkende Zahnimplantate.