ETH-News

Forschende haben erstmals gezeigt, dass sich Mikrovehikel ¨¹ber Ultraschall durch die Blutgef?sse des Gehirns von M?usen steuern lassen. Dies soll dereinst neue Therapien erm?glichen, mit denen punktgenau Medikamente verabreicht werden.

Mikroskopisch kleine Robotiksysteme mussten bisher ohne Arme auskommen. ETH-Forscher entwickelten nun eine mit Ultraschall bewegte Glasnadel, die an einem Roboterarm befestigt werden kann. Damit pumpen und mischen sie winzige Fl¨¹ssigkeitsmengen und fangen kleinste Partikel ein.

Forschende der ETH Z¨¹rich m?chten magnetische Bakterien zur Bek?mpfung von Krebsgeschw¨¹ren nutzen. Sie haben nun einen Weg gefunden, wie die Mikroorganismen die Blutgef?sswand gut durchdringen und anschliessend einen Tumor besiedeln k?nnen.

ETH-Forschende haben eine schwerwiegende Sicherheitsl¨¹cke in der Computer-Hardware entdeckt. Die ?Retbleed? genannte Schwachstelle betrifft Mikroprozessoren der Marktf¨¹hrer Intel und AMD. Betroffen sind weltweit alle kommerziell erh?ltlichen Betriebssysteme, die diese Prozessoren verwenden. Wenn Computer spezielle Rechenschritte ausf¨¹hren, um schneller zu rechnen, gibt es Spuren, die Hacker missbrauchen k?nnten.

Mikroroboter k?nnen die Medizin revolutionieren. Nun haben Forschende am Max Planck ETH Center for Learning Systems ein Bildgebungs-Verfahren entwickelt, das zellgrosse Mikroroboter erstmals einzeln und hochaufgel?st in einem lebenden Organismus erkennt.

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.

Die ETH-Forscher Michele Gregorini und Philippe Bechtold haben ein Ger?t entwickelt, mit dem sich PCR-Tests unkompliziert auch ausserhalb des Labors durchf¨¹hren lassen ¨C in weniger als 30 Minuten. Nun geben sie als Jungunternehmer Vollgas, damit ihr Produkt bald in der Medizin zum Einsatz kommt.

Forschende an der ETH Z¨¹rich haben einen winzigen Roboter entwickelt, der die Bewegungsmuster einer Seesternlarve nachahmt. Er wird mit Schallwellen angetrieben und ist wie sein nat¨¹rliches Vorbild mit H?rchen best¨¹ckt. In Zukunft k?nnten solche Mikroschwimmer Medikamente zielgenau zu kranken Zellen bringen.

ETH-Fellow Nadia Shardt erforscht, wie in Wolken Wassertr?pfchen zu Eis gefrieren. Und welchen Einfluss St?ube auf diesen Prozess haben. Daf¨¹r hat sie eine neuartige Apparatur entwickelt. Mit ihren Resultaten m?chte sie dazu beitragen, Voraussagen von Klimamodellen pr?ziser zu machen.

ETH-Forschende geh?ren zu den ersten Wissenschaftlern, welche Mikrovehikel mithilfe von Ultraschall gezielt gegen einen Fl¨¹ssigkeitsstrom bewegen k?nnen. In Zukunft sollen die winzigen Vehikel in der Blutbahn eingesetzt werden und so die Medizin revolutionieren.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben eine Methode entwickelt, mit der sie Mikrometer kleine Maschinen herstellen k?nnen, in denen mehrere Materialien auf komplexe Weise miteinander verwoben sind. Solche Mikroroboter sollen dereinst die Medizin revolutionieren.

Die Forschung von Professor Metin Sitti wurde an der diesj?hrigen ?Falling Walls Conference? in Berlin zum Durchbruch des Jahres in der Kategorie ?Engineering & Technology? gew?hlt. Die Mikroroboter des mit der ETH Z¨¹rich affiliierten Forschers er?ffnen neue M?glichkeiten f¨¹r nicht-invasive medizinische Diagnosen und Behandlungen.

Viele K?rperzellen m¨¹ssen sich durch Gewebe bewegen und sich manchmal aus engen Stellen befreien k?nnen. Ein internationales Forscherteam unter Co-Leitung der ETH Z¨¹rich hat nun untersucht, wie Zellen Engp?sse erkennen und ihnen entschl¨¹pfen. Damit liefert das Team unter anderem neue Anhaltspunkte f¨¹r die Verbesserung der Immuntherapie.

ETH-Forschende haben einen superschnellen Chip gebaut, der die Daten¨¹bertragung in optischen Glasfasernetzen beschleunigen kann. Bedeutsam ist das mit Blick auf die steigende Nachfrage nach Streaming- und Online-Diensten. Der Plasmonik-Chip verbindet gleich mehrere Neuerungen miteinander.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben ein Verfahren zur Herstellung von gewellten Oberfl?chen mit Nanometer-Pr?zision entwickelt. Damit k?nnen in Zukunft zum Beispiel optische Bauteile, die zur Daten¨¹bertragung im Internet verwendet werden, noch leistungsf?higer und kompakter 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.

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

ETH-Forscher haben den zeitlichen Ablauf einzelner Schreibvorg?nge in einem neuartigen magnetischen Datenspeicher mit einer Aufl?sung von weniger als 100 Pikosekunden gemessen. Ihre Resultate sind von Bedeutung f¨¹r die n?chste Generation von Arbeitsspeichern, die auf Magnetismus beruhen.

Viel ist passiert im ETH-Jahr 2019: Ein neuer Pr?sident hat sein Amt angetreten, Studierende schossen eine Rakete hoch in den Himmel und eine Kapsel durch einen Tunnel. Und es gab den zweiten Tech-Oscar und weitere bedeutende Preise, viel Ingeniosit?t aber auch einiges an Gespr?chsstoff.

Z¨¹rcher Forscher druckten Michelangelos David als metallene Miniatur. Damit zeigen sie das Potenzial eines speziellen 3D-Druck?verfahrens, das an der ETH entwickelt wurde.

Forschende der ETH Z¨¹rich und des Paul Scherrer Instituts PSI haben eine Mikromaschine in Form eines Vogels entwickelt. Dank magnetisch programmierter Nanomagnete kann dieser Mikroroboter in einem Magnetfeld verschiedene Man?ver ?fliegen? - und vielleicht dereinst im menschlichen K?rper kleine Operationen durchf¨¹hren.

ETH-Forschende entwickelten ein tragbares und g¨¹nstiges Messger?t, mit dem man Methanol von Trinkalkohol unterscheiden kann. Man kann damit einfach und schnell gepantschte und verunreinigte Alkoholika erkennen sowie in der Atemluft Methanolvergiftungen diagnostizieren.

Forschende der ETH Z¨¹rich haben ein neues Verfahren entwickelt, um verformbare Mikrostrukturen herzustellen. Zum Beispiel: Gef?ssprothesen, die 40-mal kleiner sind als was bisher m?glich war. Dereinst k?nnten solche Stents helfen, lebensgef?hrliche Harnwegsverengungen von F?ten im Mutterleib zu erweitern.

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.

ETH-Wissenschaftler haben eine Konstruktionsweise entwickelt, welche Leichtbaumaterialien maximale Steifigkeit verleiht. Eine noch steifere Konstruktionsweise zu entwickeln, ist praktisch unm?glich.

ETH-Forscher haben einen Modulator entwickelt, mit dem durch Millimeterwellen ¨¹bertragene Daten direkt in Lichtpulse f¨¹r Glasfasern umgewandelt werden k?nnen. Dadurch k?nnte die ?berbr¨¹ckung der ?letzten Meile? bis zum heimischen Internetanschluss deutlich schneller und billiger werden.

ETH-Materialforscher entwickeln ein Verfahren, mit dem sie Tr?pfchen in einer Emulsion gezielt und kontrolliert mit Partikeln ummanteln k?nnen, um sie zu stabilisieren. Damit erf¨¹llen sie einen lang gehegten Wunsch von Forschung und Industrie.

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.

Batterielebensdauer ist ein wichtiger Faktor in am K?rper tragbaren Ger?ten. Sie sollten immer empfangsbereit f¨¹r Kontrollsignale sein, ohne viel Energie zu verbrauchen. Forscher an der ETH Z¨¹rich haben nun einen leistungslosen Empf?nger f¨¹r Touch-Kommunikation entwickelt, der seine Energie direkt aus dem Signal erh?lt.

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.

Forschende der ETH Z¨¹rich entwickelten das erste lichtprozessierende Mikroelektronik-Bauteil, das ohne Glas auskommt und stattdessen aus Metall gefertigt ist. Es wandelt elektrische Datensignale in optische um. Der sogenannte Modulator ist kleiner und schneller als bisherige Modulatoren und viel einfacher und g¨¹nstiger herzustellen.

Eine neue Generation von Mikrosensoren soll das Internet der Dinge in den Bereich von Lebensmitteln erweitern. ETH-Forscher haben einen hauchd¨¹nnen Temperatursensor entwickelt, der f¨¹r die Gesundheit unbedenklich und biologisch abbaubar ist.

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.

Trockenheit und Hitze steigen mit dem Klimawandel an. Effiziente Raumk¨¹hlung wird deshalb wichtiger. Ein ETH-Doktorand am Laboratorium f¨¹r funktionale Materialien hat eine Alternative zu strombetriebenen Klimaanlagen entwickelt: einen K¨¹hlvorhang aus einer dreilagigen, por?sen Membran.

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

Eine neuartige winzige Flussbatterie soll k¨¹nftig sehr dicht gepackte elektronische Komponenten mit Energie versorgen und gleichzeitig die von ihnen produzierte W?rme abf¨¹hren.

Biologische Zellen k?nnen sich ausdehnen und zusammenziehen und mit Nachbarzellen wechselwirken. Wo dabei welche Kr?fte wirken, k?nnen ETH-Forscher dank einer verbesserten Mikroskopiemethode einfacher und genauer bestimmen. Die Technik wird beispielsweise in der Krebsforschung verwendet.

Eine neue Methode erlaubt es Wissenschaftlern der ETH Z¨¹rich und von IBM, aus verschiedenen Arten von Mikrok¨¹gelchen k¨¹nstliche Molek¨¹le herzustellen. Solche winzige Objekte m?chten die Forschenden dereinst f¨¹r Mikroroboter, in der Photonik sowie der biochemischen Grundlagenforschung verwenden.

Mikro- und Nanoroboter, die Tumore h?chstpr?zise mit Medikamenten angreifen: So k?nnte Krebsbek?mpfung in Zukunft aussehen. Grundlagen daf¨¹r liefert die Gruppe von ETH-Forscher Salvador Pan¨¦ mit magnetoelektrisch gesteuerten Janus-Maschinen.

ETH-Wissenschaftler entwickelten eine Membran, welche medizinische Implantate vor einer unerw¨¹nschten Einkapselung mit Bindegewebe sch¨¹tzt. Die Forschenden haben vor einem guten Jahr eine Spin-off-Firma gegr¨¹ndet und sind nun beim Jungunternehmer-Wettbewerb Venture Kick ausgezeichnet worden.

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.

Mit einem neuen Mikro-3D-Druckverfahren k?nnen Wissenschaftler winzige und komplexe Metallbauteile einfach herstellen. Die verwendete Technik haben ETH-Forscher vor Jahren f¨¹r die biologische Forschung konzipiert und nun f¨¹r einen ganz anderen Anwendungsbereich weiterentwickelt.

Materialien, die Wasser und Eis von selbst extrem stark abstossen, sind in der Luftfahrt und vielen anderen technischen Anwendungen begehrt. ETH-Forscher haben jetzt herausgefunden, wie man die starren Oberfl?chen solcher Materialien gezielt designen kann ¨C indem sie Wassertr?pfchen das Trampolinspringen beibrachten.

Die Leistungsf?higkeit von f¨¹r die Industrie wichtigen ionenleitenden Keramikmembranen h?ngt stark davon ab, wie diese verspannt und gewellt sind. Dies zeigten ETH-Materialwissenschaftler auf. Die Forschenden k?nnen nun erstmals deren Wellenmuster und damit deren physikalische Eigenschaften gezielt ver?ndern, was neue technische Anwendungen solcher Membranen erm?glicht.

Ein neues Material ?ndert seine Leitf?higkeit, je nachdem wie hoch die CO₂-Konzentration in der Umgebung ist. Die Forschenden, die es entwickelten, stellten damit winzige und sehr einfach aufgebaute Sensoren her.

Forschende entwickelten verbesserte Formen von winzigen magnetischen Antriebselementen. M?glich war dies dank eines neuen Materials und einer Mikro-3D-Drucktechnik.

Sie sind einen halben Millimeter gross, bestehen aus einer sternf?rmigen Hydrogelh¨¹lle und ?ffnen sich, wenn sie mit Laserlicht im Nah-Infrarotbereich bestrahlt werden: die neuen Mikroroboter aus dem?Multi-Scale Robotic Lab k?nnten bei der gezielten Wirkstoff-Abgabe helfen.