The Young Investigator Network is the platform and democratic representation of interests for independent junior research group leaders and junior professors at the Karlsruhe Institut of Technology.

Polarvektoren einer Piezokeramiknature.com/articles/s41467-022-31158-x
Nature Comm. Piezo-Reaktion in bleifreier Keramik an der Phasengrenze entschlüsselt

Piezo-elektrische Materialien wandeln mechanische in elektrische Energie um und umgekehrt. Ihr Anwendungsspektrum ist breit, bspw. in drahtlosen Sensornetzen oder der diagnostischen Ultraschallbildgebung. Während bleihaltige Piezo-Keramiken heute weit verbreitet sind, werden umweltfreundlichere Alternativen für eine nachhaltige Zukunft entscheidend sein. Manuel Hinterstein und seine Emmy-Noether-Gruppe haben nun erstmals die grundlegende Struktur-Eigenschafts-Beziehung von bleifreien Piezo-Keramiken auf (K,Na)NbO3-Basis entschlüsselt. Ihre Studie zeigt, dass die elektrisch stimulierte Volumenänderung dort bis zu fünfmal größer ist, wo aufgrund struktureller Instabilitäten Phasenübergänge stattfinden. Somit ist die präzise Materialkonstruktion entscheidend, um Hochleistungs-Keramiken zu entwickeln.

Nature Communications
The electricity consumption is disentangled into a trend (orange) and further fluctuations, which are both analyzed separately.nature.com/articles/s41467-022-31942-9
Nature Comm. Datengestützte Lastprofile erfassen die Dynamik des Stromverbrauchs

Die Dynamik des Stromverbrauchs ist für die Planung und den Betrieb nachhaltiger Energiesysteme von entscheidender Bedeutung. "Während Schwankungen in der erneuerbaren Energieerzeugung recht gut untersucht sind, fehlt es noch an einem tieferen Verständnis der Schwankungen in der Verbrauchsdynamik", sagt Benjamin Schäfer, einer der Erstautoren. "Wir haben nun die durchschnittlichen Nachfrageprofile von den Nachfrageschwankungen auf Basis von reinen Zeitreihendaten getrennt, ohne irgendwelche Modellannahmen vorauszusetzen." Dieser Ansatz verbessert das Verständnis der Nachfragedynamik und insbesondere ihrer Schwankungen. "Wir hoffen, unsere Erkenntnisse tragen dazu bei, aktuelle und künftige (Mikro-)Netze genauer auf den Ausgleich von Angebot und Nachfrage einzustellen."

Nature Communications
Simulated Heartdoi.org/10.1093/europace/euac116
Digitaler Zwilling zeigt optimale Behandlungsmethode von Vorhofflimmern

Bei Patienten mit anhaltendem Vorhofflimmern ist die langfristige Therapierfolgsquote noch steigerbar. Um das Wiederauftreten von Herzrhythmusstörungen sicherer zu verhindern, haben Forschende des KIT und des Universitätsklinikums Freiburg nun an 29 anatomischen und funktionellen "digitalen Zwillingen" von Patientenherzen verschiedene Therapieansätze verglichen. "Wir konnten zeigen, dass die exakte Identifizierung von Gewebeveränderungen entscheidend ist, um mit dem kleinst möglichen Eingriff den besten Therapieerfolg zu erzielen", sagt Axel Loewe, einer der Hauptautoren. "Indem wir personalisierte Verödungslinien definierten und sie mit der nächstgelegenen nicht leitenden Herzstruktur verbanden, konnten wir in keinem der Modelle weitere Arrhythmien auslösen."

EP Europace, euac116

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