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Künstliche Intelligenz

3D-Druck: Wenn Werkstoffe zum Leben erwachen


Das Projekt klingt wie aus einem Science-Fiction-Roman: An der ETH Zürich kooperieren Forscher unterschiedlicher Fachrichtungen, um konventionelle Stoffe mit Bakterien, Algen oder Pilzen zu kombinieren. Ihr Ziel: Sie schaffen lebende Materialien, die durch den Stoffwechsel von Mikroorganismen nützliche Eigenschaften erlangen – „etwa die Fähigkeit, mittels Photosynthese CO₂ aus der Luft zu binden“, erklärt Mark Tibbitt, Professor für Makromolekulares Engineering an der ETH Zürich.

Wie der Informationsdienst Wissenschaft (IDW) berichtet, gelang einem interdisziplinären Team unter Tibbitts Leitung nun die Verwirklichung dieser Vision: Die Forscher integrierten photosynthetische Bakterien – sogenannte Cyanobakterien oder Blaualgen – stabil in ein druckbares Gel und schufen daraus einen lebenden Werkstoff, der wächst und aktiv Kohlenstoff aus der Luft entfernt. In einer Studie im Fachmagazin Nature Communications stellten die Wissenschaftler ihr „photosynthetisches lebendes Material“ kürzlich vor.

Merkmal: Doppelte CO₂-Bindung

Forscher formen den lebenden Werkstoff mit 3D-Druck nach Belieben und versorgen ihn für sein Wachstum lediglich mit Sonnenlicht, CO₂ und künstlichem Meerwasser, das leicht verfügbare Nährstoffe enthält. „Als Baumaterial könnte er in Zukunft helfen, CO₂ direkt in Gebäuden zu speichern“, sagt Tibbitt, der die Forschung zu lebenden Materialien an der ETH Zürich mitbegründet hat. Das Material zeichnet sich dadurch aus, dass es deutlich mehr CO₂ aufnimmt, als es durch organisches Wachstum bindet. „Das liegt daran, dass das Material Kohlenstoff nicht nur in Biomasse, sondern auch in Form von Mineralien speichern kann – eine besondere Eigenschaft der Blaualgen“, erklärt Tibbitt.

Yifan Cui, einer der beiden Erstautoren der Studie, betont: „Cyanobakterien gehören zu den ältesten Lebensformen der Erde. Sie betreiben Photosynthese äußerst effizient und nutzen selbst schwaches Licht, um aus CO₂ und Wasser Biomasse zu erzeugen.“ Gleichzeitig verändern Blaualgen durch Photosynthese ihre chemische Umgebung außerhalb der Zelle, wodurch feste Karbonate wie Kalk entstehen. Diese Mineralien bilden eine zusätzliche Kohlenstoffsenke und speichern CO₂ im Gegensatz zu Biomasse dauerhaft.

Blaualgen im Habitat

„Diese Fähigkeit nutzen wir gezielt in unserem Material“, sagt Cui, der in Tibbitts Forschungsgruppe doktoriert. Die Mineralien lagern sich im Inneren des Materials ab und stärken es mechanisch. So verhärten die Cyanobakterien die zunächst weichen Strukturen allmählich. Laborversuche zeigen, dass das Material über 400 Tage hinweg kontinuierlich CO₂ bindet, den Großteil in mineralischer Form – etwa 26 Milligramm CO₂ pro Gramm Material. Das übertrifft viele biologische Ansätze und entspricht der chemischen Mineralisierung von Recyclingbeton (rund 7 mg CO₂ pro Gramm).

Das Trägermaterial, ein Hydrogel aus vernetzten Polymeren mit hohem Wassergehalt, beherbergt die Blaualgen. Tibbitts Team wählte das Polymeernetzwerk so, dass es Licht, CO₂, Wasser und Nährstoffe transportiert und den Zellen ermöglicht, sich gleichmäßig im Inneren zu verteilen, ohne das Material zu verlassen. Um die Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit der Cyanobakterien zu maximieren, optimierte das Team die Geometrie der Strukturen per 3D-Druck, um die Oberfläche zu vergrößern, die Lichtdurchdringung zu erhöhen und den Nährstofffluss zu fördern.

Co-Erstautorin Dalia Dranseike erklärt: „So kreierten wir Strukturen, die nur mit einem kleinen Teil in der Nährflüssigkeit stehen und diese passiv durch Kapillarkräfte im ganzen Körper verteilen.“ Dank dieses Designs hätten die eingekapselten Cyanobakterien mehr als ein Jahr lang produktiv gelebt, freut sich die Materialforscherin in Tibbitts Team. Die Forscher betrachten ihr lebendes Material als energiearmen und umweltfreundlichen Ansatz, der CO₂ aus der Atmosphäre bindet und bestehende chemische Verfahren ergänzt. „In Zukunft wollen wir untersuchen, wie das Material als Beschichtung für Gebäudefassaden verwendet werden kann, um während des ganzen Lebenszyklus eines Bauwerks CO₂ zu binden“, blickt Tibbitt voraus.

Ausstellung in Venedig

Für die Ausstellung „Picoplanktonics“ im Kanada-Pavillon auf der Architekturbiennale in Venedig zeigt das Projektteam noch bis zum 25. November die gedruckten Strukturen. Wie lebende Bausteine ranken die bis drei Meter hohen Objekte, die wie aus einer anderen Welt wirken. Diese können aufgrund der Cyanobakterien je bis zu 18 kg CO₂ pro Jahr binden – etwa gleich viel wie eine 20 Jahre alte Kiefer.

Forscher entwickelten das photosynthetische lebende Material durch interdisziplinäre Zusammenarbeit im Rahmen der ALIVE-Initiative (Advanced Engineering with Living Materials). Die ETH Zürich startete ALIVE, um Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen zu vereinen und neue lebende Werkstoffe für vielfältige Anwendungen zu schaffen.


(usz)



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Die richtige Belichtung: Im Grenzland zwischen Technik und Ästhetik


Hell oder dunkel, zu hell, zu dunkel, ganz falsch oder genau richtig: Das Thema Belichtung ist ein Dauerbrenner – auch deshalb, weil sich die Technik permanent weiterentwickelt. Kein Workshop, keine Fotoreise kommt ohne Fragen zur „richtigen Belichtung“ aus. Das Internet ist voll mit Anleitungen, Diskussionen und Tutorials rund um das, was im Englischen so schön „perfect exposure“ heißt.


​Sandra Petrowitz

​Sandra Petrowitz

​Sandra Petrowitz hat ihre Leidenschaften zum Beruf gemacht: Schreiben, Fotografieren und Reisen. Die Journalistin leitet Fotoworkshops und -reisen, ist als Guide auf Expeditionsschiffen in den Polarregionen im Einsatz und arbeitet für Magazine sowie Buchverlage.​

Einsteigern raucht da schnell der Kopf, und selbst manchem, der schon lange fotografiert, ist nicht immer klar: Was genau macht die Kamera denn nun bei der Belichtungsmessung? Wann sollte der Fotograf oder die Fotografin eingreifen? Und vor allem: wie – und warum? Auch wenn sich „die perfekte Belichtung“ bei näherem Hinsehen als komplexes Konstrukt und – wie so vieles in der Fotografie – als Kompromiss erweist: Know-how erleichtert den fotografischen Alltag. Das gilt insbesondere dann, wenn man sich nicht auf Gedeih und Verderb einer Kameraautomatik ausliefern, sondern bewusste Belichtungsentscheidungen treffen will.

Viele Scheinrätsel in Sachen Belichtung lassen sich auf fundamentale Unterschiede in der Wahrnehmung von Mensch und Kamera zurückführen. Nicht umsonst sehen zahlreiche Fotos ganz anders aus als die Szene, die wir vor Augen haben: Helle Bereiche sind heller, Schatten sind dunkler. Helle Tonwerte kippen abrupt in zeichnungsloses Weiß. Schattenabstufungen, die wir mit dem bloßen Auge deutlich differenzieren können, verschwinden im digitalen Bild komplett.


Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Die richtige Belichtung: Im Grenzland zwischen Technik und Ästhetik“.
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Tiktok-Deal in den USA: Auch die Murdochs sollen einsteigen


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Rupert Murdoch und sein Sohn Lachlan sollen „wahrscheinlich“ in den Tiktok-Deal involviert sein. Das hat US-Präsident Donald Trump dem US-Sender Fox News gesagt. Dabei hatte Trump gerade erst vor dem Wochenende betont, man habe sich mit China einigen können: Ein Konsortium aus Oracle, den Investmentunternehmen Andreessen Horowitz und Silver Lake solle die App in und für die USA bereitstellen.

„Ein Mann namens Lachlan ist involviert“, zitiert TechCrunch Trump: „Lachlan Murdoch… Rupert [Murdoch] wird voraussichtlich in der Gruppe sein, ich glaube, beide werden in der Gruppe sein.“ Lachlan Murdoch ist Chef des US-Medienkonzerns Fox Corporation, zu dem auch Fox News und das Wall Street Journal gehören. Rupert Murdoch gilt als einer der reichsten und einflussreichsten Verleger der Welt – im Ruhestand.

Zwar gelten die Murdochs als konservativ, sie sind jedoch auch schon mit Trump aneinandergeraten – zuletzt wegen einer Klage Trumps gegen das Wall Street Journal. Trump verlangt, dass Informationen zu Jeffrey Epstein unter Verschluss bleiben sollen. Rupert Murdoch soll Trump bereits öffentlich als einen „Idioten“ bezeichnet haben. Dennoch ist Fox News weiterhin bevorzugter Kanal des US-Präsidenten.

Unklar ist, ob die Murdochs als Privatpersonen oder im Rahmen ihrer Unternehmen in das Tiktok-Geschäft einsteigen sollen oder wollen. Das Interview von Trump wurde am Sonntag ausgestrahlt.

Tiktok-Übernahme aus konservativem Lager

Bereits zuvor hatte Trumps Sprecherin des Weißen Hauses gesagt, dass es eine Übereinkunft mit China geben würde. Diese sei nur noch nicht unterzeichnet. Demnach werden sechs von sieben Sitzen im neuen Aufsichtsrat der umstrukturierten App an US-Amerikaner gehen. Auch der Algorithmus werde von den USA kontrolliert. Zunächst hieß es, dieser werde weiterhin aus China gesteuert. Schon am Freitag hatte Tiktok geäußert, Xi Jinping und Trump dankbar zu sein, „für ihre Bemühungen, Tiktok in den USA zu erhalten.“ In einer Stellungnahme aus China klingt alles allerdings noch deutlich offener.

Trump hatte auch bestätigt, dass weiterhin Oracle-Gründer Larry Ellison und Dell-CEO Michael Dell in den Deal involviert sein sollen. Wie genau das Konsortium aber zusammenarbeiten und wirken soll, bleibt bisher unklar.


(emw)



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Final Cut Pro: Apple aktualisiert Videoschnittsoftware mit neuen Pro-Features


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Apple hat seine Videoschnittsoftware Final Cut Pro sowohl für Mac als auch iPad aktualisiert und dabei die Unterstützung für ProRes RAW-Videos der iPhone-17-Pro-Modelle hinzugefügt. Parallel dazu veröffentlichte das Unternehmen Final Cut Camera 2.0 für das iPhone.

Final Cut Pro 11.2 für Mac und Version 2.3 für iPad bringen neue Bearbeitungsmöglichkeiten für ProRes RAW-Material mit sich. Nutzer können nun unter anderem Belichtung und Farbtemperatur direkt in der Software anpassen. Zusätzlich unterstützen beide Versionen das neue Apple Log 2-Format mit entsprechendem LUT für naturgetreuere Farbwiedergabe.

Die iPad-Version erhält eine neue Menüleiste, die durch Wischgesten vom oberen Bildschirmrand oder Mauszeiger-Navigation zugänglich ist. Diese Funktion setzt iPadOS 26 voraus.

Final Cut Camera 2.0 mit Pro-Features

Mit Final Cut Camera 2.0 führt Apple ProRes RAW-Aufnahmen im Open Gate-Format für das iPhone 17 Pro und Pro Max ein. Die App bietet nun Timecode-Optionen inklusive Time of Day und Record Run sowie Genlock-Funktionalität für die präzise Synchronisation mehrerer Videoquellen über kompatible Sync-Generatoren. Weitere Neuerungen umfassen den schnellen Wechsel zur 200mm-Telelinse (8-fach Zoom) und dynamische Ausrichtungsanpassungen bei der Frontkamera, unabhängig von der iPhone-Haltung.

Verfügbarkeit und Preise

Die Updates stehen ab sofort kostenlos für Bestandskunden im App Store zur Verfügung. Final Cut Pro für Mac kostet für Neukunden weiterhin 349,99 Euro, während die iPad-Version 4,99 Euro monatlich oder 49 Euro jährlich kostet. Auch die Begleit-Apps Compressor und Motion für Mac erhielten Updates.


(mki)



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