Ein kurzer Stoß, die Kaffeetasse kippt um und sofort fließt das braune Nass in alle Richtungen. Denn Flüssigkeiten sind normalerweise isotrop, das heißt sie haben nach allen Richtungen hin die gleichen physikalischen Eigenschaften. Wissenschaftlern am Bonner Forschungszentrum caesar ist es nun gelungen, einen Kunststoff durch Licht so zu verflüssigen, dass er nur in eine Richtung fließt.
{1l}
Die „Lichtverflüssigung“ erlaubt so eine gezielte Bewegung von Molekülen. Die neuen Forschungsergebnisse könnten nach Ansicht der Wissenschaftler zu Anwendungen in den Bereichen Optik, Photochemie und -physik, Materialprüfung, Mikrofluidik und der kalten Kunststoffbearbeitung führen.
Für ihre Untersuchungen benutzten die Wissenschaftler um Peter Karageorgiev dünne Filme eines lichtempfindlichen Kunststoffes, der den Farbstoff Azobenzol enthält. Bestrahlt man den Film mit zirkular polarisiertem Licht, so fließt er zähflüssig in alle Richtungen, wie er es auch nach Erhitzen tun würde. Verwendet man dagegen linear polarisiertes Licht, verflüssigt sich der Kunststoff nur in Richtung der Polarisation des Lichtes, also anisotrop.
Wie die Forscher in der Fachzeitschrift „nature materials“ berichten, verhält sich das Material im Extremfall in eine Richtung flüssig und in die andere fest. Der Grad der Anisotropie und die Fließrichtung werden durch das Licht kontrolliert. Verantwortlich für dieses Phänomen ist das lichtempfindliche Farbstoffmolekül Azobenzol: Bei Anregung durch Licht schwingt es in eine Richtung und wirkt dadurch wie ein Schalter.
Forscher manipulieren Moleküle
In weiteren Versuchen nutzten die Wissenschaftler die neuen Erkenntnisse zur gezielten Manipulation von Molekülen. Mit einer Sonde bestrahlten sie eine Fläche von nur 20 nm Durchmesser (1 Nanometer = 1 Milliardstel Meter) und verflüssigten sie; das entspricht in etwa 10 Molekülen. Außerdem gelang es ihnen, Tropfen von ca. 100 nm Durchmesser zu einer anderen Stelle zu bewegen. Die Ergebnisse könnten zur Entwicklung von optischen Speichern beitragen.
Der Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe Nanopartikeltechnologie hat seine Ergebnisse, die in Zusammenarbeit mit der Universität Potsdam entstanden sind, jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „nature materials“ veröffentlicht.
(idw – caesar, 08.09.2005 – DLO)
