Forschung

Physikerinnen und Physiker der EPFL haben im Rahmen einer grossen europäischen Zusammenarbeit eines der grundlegenden Gesetze revidiert, das seit mehr als drei Jahrzehnten für die Plasma- und Fusionsforschung grundlegend ist und sogar den Entwurf von Megaprojekten wie ITER bestimmt. Die Aktualisierung zeigt, dass wir tatsächlich mehr Wasserstoffbrennstoff in Fusionsreaktoren verwenden und somit mehr Energie gewinnen können als bisher angenommen.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der EPFL haben ein digitales Modell der Fruchtfliege Drosophila melanogaster entwickelt, das die Bewegungen des Tieres realistisch simuliert. Der Zwilling ist ein grosser Schritt in Richtung Reverse Engineering der neuromechanischen Steuerung des Tierverhaltens und der Entwicklung von bioinspirierten Robotern.

Unter dem Namen SLS 2.0 läuft derzeit das mehrjährige Upgrade-Projekt der Synchrotron Lichquelle Schweiz SLS am Paul Scherrer Institut PSI. Ab 2025 wird die Grossforschungsanlage SLS noch intensiveres Röntgenlicht für die Forschung liefern als bisher. Die ersten Spezial-Magnete, die hierfür entscheidend sind, sind nun eingetroffen. Zudem hat der Kanton Aargau 9,75 Millionen Franken für das Budget freigegeben.

«Gedruckte Elektronik» ist ein wachsendes wissenschaftliches Feld, bei dem Transistoren und andere elektronische Bauteile auf beliebiger Unterlage gedruckt werden können. Die Empa hat sich darin zu einer führenden Adresse entwickelt. Im «Coating Competence Center» (CCC) werden neueste Drucktechniken 
eingesetzt, die völlig neue Anwendungen ermöglichen. 

Cyanobakterien sind uralte Lebewesen. Hüllen ohne Kern unterschiedlichster Arten, die bei grosser Dichte in warmen Gewässern komplexe Substanzen und auch Toxine ausscheiden können. Einige sind für Mensch und Tier giftig. Diesen natürlichen Toxinen ist Elisabeth Janssen auf der Spur: Angewandte Forschung, deren Resultate in Gewässerschutz oder -management einfliessen können.

Nur 12 Monate nach seiner Gründung, im Dezember 2004, waren bereits 1 Million Menschen auf Facebook aktiv. Im Dezember 2021 hatte es durchschnittlich 1,93 Milliarden täglich aktive Nutzer. Die EPFL arbeitet in einer einzigartigen Kooperation mit ihrer Muttergesellschaft Meta im Bereich der verteilten Deep-Learning-Forschung zusammen.

Matthias Saurer ist Physiker und leitet das Isotopenlabor an der WSL, wo mit komplexen Messverfahren die Isotopenverhältnisse von Pflanzen bestimmt werden. Diese geben zum Beispiel Antworten auf Fragen zum Nährstoff- und Wasserhaushalt in Wäldern und liefern wichtige Grundlagen für die Umwelt- und Klimaforschung.

EPFL-Forschende haben herausgefunden, dass die Symmetrie des menschlichen Körpers durch die Oberflächenspannung beeinflusst wird – das gleiche mechanische Phänomen, das es leichten Insekten ermöglicht, auf dem Wasser zu laufen. Diese überraschende Entdeckung, die einer Art natürlicher Selbstkorrektur gleichkommt, wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Gemeinsam mit Forschenden aus Ulm und Neuchâtel wird die Empa bald Materialproben auf der ISS untersuchen. Es geht um superharte und korrosionsfeste Legierungen aus Palladium, Nickel, Kupfer und Phosphor – auch «metallische Gläser» genannt. Mit an Bord ist auch eine Hightech-Firma aus La Chaux-de-Fonds, die Materialien für die Uhrenindustrie herstellt.

Was in den Kläranlagen seit Jahrzehnten als Reinigungsprozess erfolgt, kann dezentral oder semi-zentral auch als Recyclingverfahren für Nährstoffe eingesetzt werden. Einer frühen Trennung von «Fest und Flüssig» kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Sie lässt prozesstechnisch flexible Lösungen zu, vor allem bei der Behandlung des Urins. Neue Untersuchungen zeigen ausserdem, dass die Verfahren nicht nur für menschlichen Urin, sondern auch für den von Kühen oder Schweinen einsetzbar sind.

Die Ozonung ist ein etabliertes Behandlungsverfahren, um Mikroverunreinigungen aus Abwasser zu entfernen. Da dabei jedoch instabile toxische Reaktionsprodukte entstehen können, ist eine biologische Nachbehandlung notwendig. Ergebnisse von Oekotoxzentrum und Eawag und zeigen, wie gut verschiedene Methoden zur Nachbehandlung ökotoxikologische Effekte verringern. Die Kombination von Ozonung und Aktivkohle erwies sich dabei als am effektivsten.

Forschende der EPFL in Neuchâtel haben eine Tandem-Solarzelle entwickelt, die einen zertifizierten Wirkungsgrad von 29,2 % aufweist. Diese Leistung wurde durch die Kombination einer Perowskit-Solarzelle mit einer texturierten Silizium-Solarzelle ermöglicht.

Eine neue «duale» Drohne kann sowohl fliegen als auch auf dem Wasser landen, um aquatische Proben zu nehmen und etwa die Wasserqualität zu überwachen. Die Drohne wurde von Forschenden des «Imperial College London» und der Empa entwickelt und vor kurzem gemeinsam mit Forschenden der Eawag erstmals auf dem Zürichsee getestet.

Laut zwei aktuellen Studien, die im Rahmen des Vanishing Glaciers Project durchgeführt wurden, sind die Ökosysteme von Gletscherbächen weltweit einem tiefgreifenden Wandel unterworfen. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Nahrungskette und den natürlichen Kohlenstoffkreislauf haben.

Forschende der Eawag benutzen Computeralgorithmen, um die Toxizität von chemischen Substanzen auf Fische vorherzusagen. Mit maschinellem Lernen lassen sich Prioritäten für geplante Experimente setzen und längerfristig Tierversuche drastisch reduzieren.