97 Radioaktivität Womit beschäftigt sich die aktuelle Materialforschung? Mit der Herstellung neuer Materialien können wir zur besseren Energienutzung und somit auch zum Klimaschutz beitragen. Hier ein paar Beispiele: • Graphen besteht aus einer zweidimensionalen atomdicken Schicht von miteinander verbundenen Kohlenstoff-Atomen (Abb. 97.1). Das Material ist sehr leicht aber fester als Stahl und elektrisch leitfähig. Forschende arbeiten an Ideen, wie sie Graphen in der Elektronik, Medizin und zur Energienutzung einsetzen können. • Supraleiter sind Materialien, die den elektrischen Strom ohne Widerstand weiterleiten. Bisher funktionieren sie nur bei sehr tiefen Temperaturen von etwa –200 °C (Abb. 97.2). Die aktuelle Forschung versucht, Supraleiter bei Zimmertemperatur zu entwickeln. • Neue Materialien für Solarzellen könnten helfen, eine größere Menge an Strahlungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Lässt sich das Material flexibel verbiegen, so ist es vor Beschädigung besser geschützt (Abb. 97.3). Durchsichtige Zellen könnten zB auf Fenstern angebracht werden. • Neue Materialien für Akkus: Für Smartphones oder Photovoltaik-Anlagen sollen günstigere Rohstoffe eingesetzt werden. Die Gewinnung der heute eingesetzten Materialien (zB Lithium und Cobalt) schädigt außerdem die Umwelt der Abbaugebiete und ist oft von Ausbeutung der Bevölkerung begleitet (Abb. 97.4). Eine höhere Speicherfähigkeit der Akkus ist ebenfalls das Ziel der Forschung. „Materialien aus der Zukunft gibt es schon heute!“ Befrage einen Chatbot über neue Materialien, die heute schon im Alltag verwendet werden. Überprüfe die Angaben des Chatbots durch Internet-Recherche. Erstelle eine Info-Box über das Material, seine besonderen Eigenschaften und seine heutige Verwendung. Welche Berufsgruppen benötigt die aktuelle Forschung? Die Entwicklung neuer Technologien benötigt Teams aus verschiedenen Berufen. Physikerinnen und Physiker forschen an den Grundprinzipien der Natur. Dafür werden zB Laborfachkräfte benötigt, die Messgeräte aufbauen und Daten auswerten. Personen mit Ausbildung in Elektrotechnik und Mechatronik wenden physikalisches Wissen an, um zB Messinstrumente und Geräte zu bauen und zu reparieren. Feinwerkmechanikerinnen und -mechaniker (Abb. 97.5) stellen genaue Bauteile für Spezialinstrumente in Forschungseinrichtungen her. Die Simulationsforschung nutzt Computer, um komplexe physikalische Prozesse (zB Klimaentwicklung, Planetenentstehung, Sternbewegung …) zu simulieren (Abb. 97.6). Welche Berufe können zur gegenwärtigen Forschung beitragen? Recherchiere, wähle ein Beispiel aus und stelle den Beruf vor. 97.1 Modell des Aufbaus von Graphen aus Kohlenstoff-Atomen Infobox: 1 m2 Graphen hat eine geringere Masse als eine Briefmarke. 97.2 Supraleiter erzeugen in der Nähe eines Magneten ein abstoßendes Magnetfeld. 97.4 Lithiumgewinnung in Wüsten benötigt eine große Menge an Wasser. A2 A3 97.5 Feinwerkmechanikerin 97.3 Neue Materialien können den Einsatz von Solarzellen optimieren. 97.6 Simulation der Bewegung von Sternen in einer Galaxie Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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