ETH-News

Forschende haben erstmals gezeigt, dass sich Mikrovehikel über Ultraschall durch die Blutgefässe des Gehirns von Mäusen steuern lassen. Dies soll dereinst neue Therapien ermöglichen, 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 Flüssigkeitsmengen und fangen kleinste Partikel ein.

Forschende der ETH Zürich möchten magnetische Bakterien zur Bekämpfung von Krebsgeschwüren nutzen. Sie haben nun einen Weg gefunden, wie die Mikroorganismen die Blutgefässwand gut durchdringen und anschliessend einen Tumor besiedeln können.

ETH-Forschende haben eine schwerwiegende Sicherheitslücke in der Computer-Hardware entdeckt. Die «Retbleed» genannte Schwachstelle betrifft Mikroprozessoren der Marktführer Intel und AMD. Betroffen sind weltweit alle kommerziell erhältlichen Betriebssysteme, die diese Prozessoren verwenden. Wenn Computer spezielle Rechenschritte ausführen, um schneller zu rechnen, gibt es Spuren, die Hacker missbrauchen könnten.

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

Johannes Weichart entwickelt in seinem Doktorat eine künstliche Haut, die Robotern zu einem menschenähnlichen Tastsinn verhelfen soll. Damit werden sie in Zukunft viel geschickter mit Objekten umgehen können.

ETH-Forschende erzeugen Farben, indem sie bestimmte Nanostrukturen 3D-drucken, die sie einem Schmetterling abgeschaut haben. Mit diesem Prinzip können künftig Farbbildschirme hergestellt werden.

Die ETH-Forscher Michele Gregorini und Philippe Bechtold haben ein Gerät entwickelt, mit dem sich PCR-Tests unkompliziert auch ausserhalb des Labors durchführen lassen – 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 Zürich haben einen winzigen Roboter entwickelt, der die Bewegungsmuster einer Seesternlarve nachahmt. Er wird mit Schallwellen angetrieben und ist wie sein natürliches Vorbild mit Härchen bestückt. In Zukunft könnten solche Mikroschwimmer Medikamente zielgenau zu kranken Zellen bringen.

ETH-Fellow Nadia Shardt erforscht, wie in Wolken Wassertröpfchen zu Eis gefrieren. Und welchen Einfluss Stäube auf diesen Prozess haben. Dafür hat sie eine neuartige Apparatur entwickelt. Mit ihren Resultaten möchte sie dazu beitragen, Voraussagen von Klimamodellen präziser zu machen.

ETH-Forschende gehören zu den ersten Wissenschaftlern, welche Mikrovehikel mithilfe von Ultraschall gezielt gegen einen Flüssigkeitsstrom bewegen können. In Zukunft sollen die winzigen Vehikel in der Blutbahn eingesetzt werden und so die Medizin revolutionieren.

Forschende der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie Mikrometer kleine Maschinen herstellen können, 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 diesjährigen «Falling Walls Conference» in Berlin zum Durchbruch des Jahres in der Kategorie «Engineering & Technology» gewählt. Die Mikroroboter des mit der ETH Zürich affiliierten Forschers eröffnen neue Möglichkeiten für nicht-invasive medizinische Diagnosen und Behandlungen.

Viele Körperzellen müssen sich durch Gewebe bewegen und sich manchmal aus engen Stellen befreien können. Ein internationales Forscherteam unter Co-Leitung der ETH Zürich hat nun untersucht, wie Zellen Engpässe erkennen und ihnen entschlüpfen. Damit liefert das Team unter anderem neue Anhaltspunkte für die Verbesserung der Immuntherapie.

ETH-Forschende haben einen superschnellen Chip gebaut, der die Datenübertragung 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 Zürich haben ein Verfahren zur Herstellung von gewellten Oberflächen mit Nanometer-Präzision entwickelt. Damit können in Zukunft zum Beispiel optische Bauteile, die zur Datenübertragung im Internet verwendet werden, noch leistungsfähiger und kompakter werden.

Forschende der ETH Zürich und der Empa haben gezeigt, dass man aus Silizium kleinste Objekte herstellen kann, die deutlich fester und verformbarer sind als bisher gedacht. Dadurch können etwa Sensoren in Handys kleiner und robuster werden.

Ein neues Verfahren vereinfacht die Herstellung von porösen Materialien mit definierter Nanostruktur und bringt sie einen Schritt näher an die Massenproduktion.

ETH-Forscher haben den zeitlichen Ablauf einzelner Schreibvorgänge in einem neuartigen magnetischen Datenspeicher mit einer Auflösung von weniger als 100 Pikosekunden gemessen. Ihre Resultate sind von Bedeutung für die nächste Generation von Arbeitsspeichern, die auf Magnetismus beruhen.

Viel ist passiert im ETH-Jahr 2019: Ein neuer Präsident 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 Ingeniosität aber auch einiges an Gesprächsstoff.

Zürcher Forscher druckten Michelangelos David als metallene Miniatur. Damit zeigen sie das Potenzial eines speziellen 3D-Druck­verfahrens, das an der ETH entwickelt wurde.

Forschende der ETH Zürich 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 Manöver «fliegen» - und vielleicht dereinst im menschlichen Körper kleine Operationen durchführen.

ETH-Forschende entwickelten ein tragbares und günstiges Messgerät, 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 Zürich haben ein neues Verfahren entwickelt, um verformbare Mikrostrukturen herzustellen. Zum Beispiel: Gefässprothesen, die 40-mal kleiner sind als was bisher möglich war. Dereinst könnten solche Stents helfen, lebensgefährliche Harnwegsverengungen von Föten im Mutterleib zu erweitern.

Mikroverunreinigungen sind eine grosse Belastung für unsere Gewässer. Sie aus dem Abwasser zu beseitigen, ist technisch jedoch sehr aufwändig. 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 unmöglich.

ETH-Forscher haben einen Modulator entwickelt, mit dem durch Millimeterwellen übertragene Daten direkt in Lichtpulse für Glasfasern umgewandelt werden können. Dadurch könnte die Überbrückung der «letzten Meile» bis zum heimischen Internetanschluss deutlich schneller und billiger werden.

ETH-Materialforscher entwickeln ein Verfahren, mit dem sie Tröpfchen in einer Emulsion gezielt und kontrolliert mit Partikeln ummanteln können, um sie zu stabilisieren. Damit erfüllen sie einen lang gehegten Wunsch von Forschung und Industrie.

Mit neuentwickelten Nanoventilen lässt sich in winzigen Kanälen der Fluss von einzelnen Nanopartikeln in Flüssigkeiten steuern. Das ist Interessant für sogenannte Lab-on-a-Chip-Anwendungen in der Materialwissenschaft oder der Biomedizin.

ETH-Wissenschaftler entwickelten die mit Abstand kleinste und günstigste Apparatur, mit der Menschen am Geruch detektiert werden können. Sie eignet sich für die Suche nach Personen, die bei einem Erdbeben oder von einer Lawine verschüttet worden sind.

Batterielebensdauer ist ein wichtiger Faktor in am Körper tragbaren Geräten. Sie sollten immer empfangsbereit für Kontrollsignale sein, ohne viel Energie zu verbrauchen. Forscher an der ETH Zürich haben nun einen leistungslosen Empfänger für Touch-Kommunikation entwickelt, der seine Energie direkt aus dem Signal erhält.

Mit Schalldruck und einem rotierenden Magnetfeld können ETH-Forscher Aggregate aus Magnetpartikeln in engen Gefässen so fortbewegen, wie sich weisse Blutkörperchen fortbewegen: rollend. Die Technik könnte die Ultraschall-Bildgebung verbessern und eine gezielte Wirkstoffabgabe ermöglichen.

Forschende der ETH Zürich 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 günstiger herzustellen.

Eine neue Generation von Mikrosensoren soll das Internet der Dinge in den Bereich von Lebensmitteln erweitern. ETH-Forscher haben einen hauchdünnen Temperatursensor entwickelt, der für die Gesundheit unbedenklich und biologisch abbaubar ist.

Simone Schürle möchte den Dingen auf den Grund gehen: Seit August entwickelt die Expertin für Mikro-und Nanotechnologie und Stipendiatin der «Society in Science» als Assistenzprofessorin für Reaktionsfähige Biomedizinische Systeme an der ETH Zürich winzige Maschinen für die medizinische Anwendung im menschlichen Körper.

Trockenheit und Hitze steigen mit dem Klimawandel an. Effiziente Raumkühlung wird deshalb wichtiger. Ein ETH-Doktorand am Laboratorium für funktionale Materialien hat eine Alternative zu strombetriebenen Klimaanlagen entwickelt: einen Kühlvorhang aus einer dreilagigen, porösen Membran.

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

Eine neuartige winzige Flussbatterie soll künftig sehr dicht gepackte elektronische Komponenten mit Energie versorgen und gleichzeitig die von ihnen produzierte Wärme abführen.

Biologische Zellen können sich ausdehnen und zusammenziehen und mit Nachbarzellen wechselwirken. Wo dabei welche Kräfte wirken, können 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 Zürich und von IBM, aus verschiedenen Arten von Mikrokügelchen künstliche Moleküle herzustellen. Solche winzige Objekte möchten die Forschenden dereinst für Mikroroboter, in der Photonik sowie der biochemischen Grundlagenforschung verwenden.

Mikro- und Nanoroboter, die Tumore höchstpräzise mit Medikamenten angreifen: So könnte Krebsbekämpfung in Zukunft aussehen. Grundlagen dafür liefert die Gruppe von ETH-Forscher Salvador Pané mit magnetoelektrisch gesteuerten Janus-Maschinen.

ETH-Wissenschaftler entwickelten eine Membran, welche medizinische Implantate vor einer unerwünschten Einkapselung mit Bindegewebe schützt. Die Forschenden haben vor einem guten Jahr eine Spin-off-Firma gegründet und sind nun beim Jungunternehmer-Wettbewerb Venture Kick ausgezeichnet worden.

Forscher um Jürg Leuthold, Professor für 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 können Wissenschaftler winzige und komplexe Metallbauteile einfach herstellen. Die verwendete Technik haben ETH-Forscher vor Jahren für die biologische Forschung konzipiert und nun für 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 Oberflächen solcher Materialien gezielt designen kann – indem sie Wassertröpfchen das Trampolinspringen beibrachten.

Die Leistungsfähigkeit von für die Industrie wichtigen ionenleitenden Keramikmembranen hängt stark davon ab, wie diese verspannt und gewellt sind. Dies zeigten ETH-Materialwissenschaftler auf. Die Forschenden können nun erstmals deren Wellenmuster und damit deren physikalische Eigenschaften gezielt verändern, was neue technische Anwendungen solcher Membranen ermöglicht.

Ein neues Material ändert seine Leitfähigkeit, 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. Möglich war dies dank eines neuen Materials und einer Mikro-3D-Drucktechnik.

Sie sind einen halben Millimeter gross, bestehen aus einer sternförmigen Hydrogelhülle und öffnen sich, wenn sie mit Laserlicht im Nah-Infrarotbereich bestrahlt werden: die neuen Mikroroboter aus dem Multi-Scale Robotic Lab könnten bei der gezielten Wirkstoff-Abgabe helfen.