Künstliche Intelligenz
Molekulare Lichterkette: Hybride Elektronik für maßgeschneiderte Schaltungen
Die molekulare Elektronik könnte künftig leistungsfähigere, kleinere und schnellere elektronische Bauteile ermöglichen. Bekannte Komponenten wie Transistoren, Kondensatoren oder Widerstände bestehen dabei aus einzelnen Molekülen oder Molekülgruppen. Einem Team um Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in der Schweiz und des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung in Mainz ist nun ein wichtiger Schritt in diese Richtung gelungen. Sie haben Graphenbänder mit speziellen molekularen Verbindungen kombiniert. Die Ergebnisse erschienen im Fachmagazin „Nature Chemistry“.
Molekulare Zickzack-Drähte
Für ihre Studie haben die Forschenden spezielle Moleküle mit einem Metallzentrum an ein Nanoband aus Graphen angebunden. So gelingt es dem Team, die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Moleküle an elektronische Komponenten anzubinden.
Die Graphen-Nanobänder bestehen aus einer zweidimensionalen Schicht von Kohlenstoffatomen mit einer Breite von nur wenigen Nanometern. Dessen elektrische und magnetische Eigenschaften hängen von der Struktur des Bands ab. Das Forschungsteam erzeugte in seiner Studie Nanobänder mit Zickzack-Rändern. In regelmäßigen Abständen dockten sie an den Rändern des Graphen-Bands spezielle Moleküle an, abwechselnd links und rechts. Damit wirkte das Graphen wie ein molekulares, elektrisch und magnetisch leitendes Kabel zwischen den Molekülen.
Mit atomarer Präzision können die Forschenden Zickzack-Strukturen im Graphen herstellen und gezielt Porphyrin-Moleküle andocken. Die Abbildungen zeigen zwei verschiedene Mikroskopie-Aufnahmen der Strukturen (oben Rastertunnelmikroskopie, unten Rasterkraftmikroskopie).
(Bild: Empa)
Bei den Molekülen handelt es sich um sogenannte Porphyrine. Porphyrine sind chemische Strukturen, die auch in der Natur vorkommen, zum Beispiel im Hämoglobin des menschlichen Bluts oder im Chlorophyll von Pflanzen. Die Moleküle bilden einen organischen Ring aus Kohlenstoff, in dessen Mitte einzelne Metallionen verankert werden können. Das Team testete etwa Zink, Eisen und Gold.
Die Art des gebundenen Metallions bestimmt dabei die Eigenschaften der Struktur. „Unser System ist ein Baukasten, mit dem man unterschiedliche Eigenschaften einstellen kann“, sagt Roman Fasel, Leiter des „nanotech@surfaces“-Labors des Empa und leitender Autor der Studie. Hergestellt hat das Team die komplexen Moleküle unter Hochvakuum bei einigen Hundert Grad Celsius auf einer Goldoberfläche.
Anwendungen in der Quantentechnologie
Als nächsten Schritte will das Team unterschiedliche Metallzentren in die Porphyrine einsetzen und deren Effekt untersuchen. Außerdem will es ein breiteres Graphenband austesten, um den Molekülen eine vielseitigere elektronische Basis zu bieten.
Das Team sieht für seine Bauteile mögliche Anwendungen in der Quantentechnologie. „Unser Graphenband mit den Porphyrinen könnte als eine Reihe von miteinander vernetzten Qubits funktionieren“, sagt Fasel.
Da Porphyrine in der Natur häufig als Farbstoffe wirken, etwa im Chlorophyll oder Hämoglobin, können sie außerdem Licht emittieren – wie eine molekulare Lichterkette. Die Wellenlänge hängt dann von den magnetischen Eigenschaften des Systems ab, sprich, Informationen könnten anhand von leichten Farbänderungen ausgelesen werden.
Umgekehrt könnten die Porphyrine auch durch Licht angeregt werden, um so die Eigenschaften des Graphens zu beeinflussen, oder als chemische Sensoren agieren.
(spa)
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Vier erweiterbare Solarspeicher für Balkon- und Dach-PV im Vergleich
Batteriespeicher ist günstig wie nie. Waren vor zwei Jahren noch über 1000 Euro für eine Speicherkapazität von einer Kilowattstunde fällig, bekommt man diese Kapazität heute schon ab 300 Euro angeboten. Experten gehen davon aus, dass der Preis durch günstigere Rohstoffpreise weiter sinken könnte, allerdings liefern sämtliche Glaskugeln angesichts von politischer Unsicherheit und Zollgefechten derzeit nur verschwommene Bilder. Selbst wenn die Preise in China, dem Hauptproduzenten von Batteriespeichern, weiter purzeln, muss der Preisverfall sich nicht hierzulande bemerkbar machen.
In Deutschland, Österreich und der Schweiz treiben hauptsächlich die boomenden Solarkleinanlagen den Markt. Balkonkraftwerke lassen sich ohne Stress mit Energieversorger, Bundesnetzagentur oder Netzbetreiber in Betrieb nehmen. Spätestens, wenn dann die ersten Kilowattstunden ohne Einspeisevergütung ins Netz verschenkt sind, schauen die Kunden nach Speicherbausteinen zur besseren Eigennutzung des selbstproduzierten Solarstroms. Durch modulare Speichererweiterungen und virtuelle Kopplung per Software erreichen einige der von uns getesteten Solarspeicher sogar Speicherkapazitäten deutlich über 30 Kilowattstunden; ein Wert, der vor ein paar Jahren den Betreibern ausgewachsener PV-Anlagen vorbehalten war.
- Fallende Preise machen Batteriespeicher zur Zeit attraktiv.
- Dank modularer Erweiterungen und virtueller Kopplung lassen sie sich schrittweise an den eigenen Bedarf anpassen.
- Der finanzielle Nutzen steigt in Kombination mit dynamischen Stromtarifen.
Wir haben vier Speichersysteme mit modularer Erweiterungsmöglichkeit in den Test aufgenommen. Bei zweien handelt es sich um komplette Balkonkraftlösungen mit integriertem Wechselrichter: Ankers Solix Solarbank 3 und Zendures SolarFlow 800 Pro. Beide lassen sich auch bidirektional nutzen und mit Energie aus dem Netz laden, sinnvoll beispielsweise in Verbindung mit einem dynamischen Stromtarif. Aus EcoFlows Stream-Serie steht der Ultra X auf dem Prüfstand. Mit dem von den ersten Stream-Komponenten bekannten virtuellen Speicherkonzept lässt sich das System auf bis zu 23 Kilowattstunden Speicher erweitern. Vierter im Bunde ist von SunLit die Kombi von BK215 (Basiseinheit) und EV3600 (bidirektionaler Netzanschluss mit Notstromfunktion). Statt eines Komplettpakets kombiniert man beim deutsch-chinesischen Hersteller Komponenten gemäß dem eigenen Bedarf. Uns interessierte das Thema Bidirektionalität, alle getesteten Systeme können Energie ans Netz abgeben, aber auch vom Netz beziehen.
Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Vier erweiterbare Solarspeicher für Balkon- und Dach-PV im Vergleich“.
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Legion Go 2: Lenovo kehrt mit OLED zu Windows 11 zurück
Lenovo will mit dem Legion Go 2 den Handheld-PC mit den wahrscheinlich besten Spezifikationen abliefern: AMDs schnellster Prozessor für Handheld-Geräte, OLED-Display mit 144 Hertz, langlebige Hall-Effekt-Joysticks an abnehmbaren Controller-Modulen und USB4 klingen nach einem ordentlichen Gesamtpaket.
Interessierte müssen dafür allerdings tief in die Tasche greifen: Schon die Basiskonfiguration mit der langsameren CPU-Option Ryzen Z2 kostet 999 Euro. Die Speicherausstattung nennt Lenovo nicht – im Bestfall sind schon hier 32 GByte RAM und eine 1-TByte-SSD vorhanden.
Der Ryzen Z2 ist eine Neuauflage des vorherigen Z1 Extreme mit acht Zen-4-Kernen und GPU-seitig 768 RDNA-3-Shadern. Der Ryzen Z2 Extreme in den teureren Konfigurationen kombiniert dagegen drei Zen-5-Kerne mit fünf Zen 5c sowie 1024 RDNA-3.5-Shadern.

Lenovo
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OLED mit 30 bis 144 Hertz
Das 8,8 Zoll große Display stellt 1920 × 1200 Pixel dar und kann dank Freesync variabel 30 bis 144 Hertz darstellen. Lenovo setzt im Legion Go 2 unter seinen Handheld-PCs zum ersten Mal auf OLED – die Kombination aus OLED und 144 Hertz ist unter den Handheld-PCs mit AMD-Innenleben herstellerübergreifend neu. Verglichen mit der ersten Legion-Go-Generation sinkt die Auflösung, was beim Spielen allerdings hilft, die Bildrate in nativer Auflösung hochzuhalten. Lenovo nennt eine flächendeckende Helligkeit von 500 cd/m², mit Spitzenwerten von 1000 cd/m² in kleinen Bildbereichen.
Ab Werk mit Windows 11 statt SteamOS
Setzte Lenovo beim Legion Go S noch auf Valves SteamOS, geht’s mit dem Legion Go 2 wieder zurück zu Microsofts Windows 11. Interessierte sollten SteamOS auf Wunsch allerdings selbst installieren können.
Wie schon beim ersten Legion Go und Nintendos Switch-Konsolen sind auch bei der zweiten Go-Generation die seitlichen Controller abnehmbar. Das Basis-Tablet ist 23 mm dick und wiegt 710 g. Mit 930 g inklusive Controllern gehört das Legion Go 2 zu den schwereren und dickeren Handheld-PCs auf dem Markt.
Das Legion Go 2 mit abgenommenen Controllern.
Die Auslieferung soll noch im Laufe dieses Septembers beginnen. Wer auf OLED und abnehmbare Controller verzichten kann, bekommt von Lenovo selbst weiterhin das günstigere Legion Go S (ab 829 €). Andere Alternativen sind noch günstiger.
(mma)
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Für autonome Autos: US-Regierung aktualisiert Vorgaben zu Scheibenwischern
Die US-Regierung will gesetzliche Vorgaben für die Fahrzeugsicherheit anpassen, um die Inbetriebnahme autonomer Fahrzeuge zu erleichtern. Konkret sollen etwa die Regeln für Scheibenwischer und die dazugehörigen Anlagen und Enteisungs- und Entfeuchtungssysteme überarbeitet werden, auch bei den Vorgaben für Leuchten sind Erleichterungen geplant. Das hat US-Verkehrsminister Sean Duffy am Donnerstag angekündigt und dabei von einer längst überfälligen Modernisierung gesprochen. Die Regularien seien vor Jahrzehnten verfasst worden und würden automatisierte Fahrzeuge nicht berücksichtigen, erklärte er.
Sorge vor der Konkurrenz
„Die bundesstaatlichen Sicherheitsstandards für Kraftfahrzeuge wurden für Autos mit Menschen am Steuer geschrieben und müssen für autonome Fahrzeuge aktualisiert werden“, ergänzt der Chef der Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA. Wenn etwa die Pflicht zu Scheibenwischern entfernt werde, reduziere man damit die Kosten und erhöhe die Sicherheit. Seine Behörde setze sich für die sichere Entwicklung fortschrittlicher Technik ein und wolle eine neue Ära des Verkehrs vorantreiben. Duffy ergänzte, dass die USA die Innovation vorantreiben müsste: „Andernfalls werden unsere Konkurrenten diese Lücke füllen.“
Wie Bloomberg erläutert, hat sich die Trump-Regierung vorgenommen, die Inbetriebnahme autonomer Fahrzeuge voranzutreiben. Der jetzt publik gemachte Schritt ist nun der nächste Schritt. Von Verbänden der Autoindustrie sei der begrüßt worden. Bloomberg spricht noch von einem „potenziellen Segen“ für Unternehmen wie Tesla, die daran arbeiten, fahrerlose Fahrzeuge auf die Straße zu bringen. Im globalen Vergleich hat beispielsweise Deutschland eine sehr fortschrittliche Gesetzgebung fürs autonome Fahren, doch eine Typgenehmigung für Level 4 gibt es hierzulande nach wie vor nicht. Damit dürften Fahrzeuge in festgelegten Gebieten unter bestimmten Einsatzbedingungen tatsächlich autonom fahren. Davon ist etwa Tesla mit Level 2 weit entfernt, Mercedes bietet Level 3 an.
(mho)
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