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Elektronenmikroskopische Aufnahme einer winzigen Tarnkappenstruktur,
die wie ein Holzscheit aussieht. In der Nähe der
kleinen Mulde gibt es eine Region, in der sich der Brechungsindex
für elektromagnetische Wellen im optischen Bereich kontinuierlich
ändert. Dadurch werden Lichtwellen so beeinflusst,
dass die Fläche (in rotem Licht) eben erscheint. Das Metamaterial
aus einem Polymer-Luft-Gemisch ist blau eingefärbt,
die mit Gold beschichteten Bereiche sind gelb. Foto: CFN
karlsruher
tarnkaPPe verfeinert
aus der Forschung des Karlsruher Instituts für Technologie Ein Material, das Licht gezielt lenkt, kann wie eine Tarnkappe
eingesetzt werden: Objekte werden unsichtbar. Diese eigenartige Eigenschaft lässt sich in so genannten Metamaterialien
durch gezielte Mikrostrukturierung erreichen, allerdings nur für ausgesuchte Wellenlängen des Lichts und bis vor kurzem nur
aus einer festen Blickrichtung (2D). Die Gruppe um Prof. Dr. Martin Wegener vom Center for Functional Nanostructures (CFN)
am KIT zählt zu den weltweit führenden Experten auf diesem Gebiet. Bereits im vergangenen Jahr gelang es ihnen, diesen
Tarnkappeneffekt dreidimensional zu erzeugen, und zwar für den Wellenlängenbereich von 1.500 bis 2.600 Nanometern, der
zwar nicht mehr sichtbar ist, aber in der Telekommunikation eine Rolle spielt. Nun haben Joachim Fischer und Tolga Ergin aus
Wegeners Team die Struktur der Karlsruher Tarnkappe so verfeinert, dass sie auch sichtbares Licht der Farbe Rot im Bereich
von 700 Nanometern gezielt lenkt. Um die entsprechend winzigen 3D-Strukturen in einem Polymer-Luft-Gemisch zu erzeugen,
nutzten die KIT-Forscher das am CFN entwickelte Verfahren des Direkten Laser-Schreibens, dessen Auflösung durch Einsatz
eines „optischen Radierers“ verbessert wurde. Metamaterialien mit solchen optischen Eigenschaften können sowohl in der
Optik als auch bei Solarzellen, in der Chip-Herstellung und der Datenkommunikation Innovationen ermöglichen.
Den vollständigen Artikel lesen Sie unter g www.helmholtz.de/gb11-tarnkappe
das Programm nanomikro:
Wissenschaft, technologie und systeme
Während die Mikrosystemtechnik bereits sehr nah an der
Anwendung ist, erfordert die Nanotechnologie noch umfangreiche
Grundlagenforschung. In diesem Programm
werden neue, funktionale Mikrosystemstrukturen aus
Kunststoffen, Metallen oder Keramiken entwickelt und
Anwendungspotenziale von nanostrukturierten Materialien
untersucht. Dabei werden – meist in Kooperation mit der
Industrie – Komponenten für die Mikroverfahrenstechnik,
Gasanalytik, Mikrofluidik oder Lebenswissenschaften
entwickelt. In Nano-Fabrikationsanlagen sollen nano-strukturierte
Systeme mit maßgeschneiderten Eigenschaften
industriell gefertigt werden können. Nanomaterialien
und Prozesse bilden den Kern des Programms, Optik und
Photonik sind Anwendungsfelder, die aus dem Programm
entwickelt werden. Einen weiteren Schwerpunkt bilden
Materialien für die Energiespeicherung, insbesondere für
Batterien in Elektrofahrzeugen. Die große Spannweite von
erkenntnisorientierter Forschung bis zu anwendungsnahen
Systemen erlaubt es, Ergebnisse der Grundlagenforschung
in Anwendungen zu überführen. Die zentralen technischen
Einrichtungen im Programm stehen der „Scientific Community“
als Karlsruhe Nano-Micro-Facility in Form einer
offenen Nutzereinrichtung zur Verfügung.
das Programm funktionale Werkstoffsysteme
In diesem Programm werden neuartige metallische und
funktionale, polymerbasierte Werkstoffsysteme entwickelt,
die beim Leichtbau in der Verkehrs- und Energietechnik, in
der chemischen Prozesstechnik, in der zukünftigen Wasserstofftechnik
sowie in der Medizintechnik eingesetzt werden
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