Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Trampolin aus Licht

06.12.2012
Forscher aus Münster demonstrieren erstmals optische Barriere für absorbierende Tröpfchen / "Nature" präsentiert Forschungsarbeit in der Rubrik "News&Views"

Kleinste Flüssigkeitstropfen nur mit Licht zu lenken – diese Vision, die einem Science-Fiction-Film entnommen zu sein scheint, rückt durch das Forschungsgebiet der optischen Mikro-Manipulation in den Bereich der Wirklichkeit.


Versuchsaufbau zum Nachweis des Trampolins aus Licht – innerhalb der Glasküvette wurde die Laserlichtbarriere durch streuende Partikel sichtbar gemacht.

Foto: WWU/AG Nichtlineare Photonik

Wissenschaftlern des Instituts für Angewandte Physik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) ist es nun erstmals gelungen, absorbierende – also Lichtenergie aufnehmende – Mikro-Tröpfchen in Luft, sogenannte Aerosole, optisch zu manipulieren.

Das renommierte Fachjournal "Nature" präsentiert in seiner aktuellen Ausgabe Auszüge der Forschungsarbeit in der Rubrik "News&Views", in der herausragende Veröffentlichungen aus anderen Fachmagazinen vorgestellt werden. Auch "Nature Photonics" würdigte die Erkenntnis der Münsteraner bereits als einen Höhepunkt der aktuellen Forschungen in diesem Bereich.

Das Wissenschaftlerteam aus den Doktoranden Michael Eßeling, Patrick Rose und Christina Alpmann sowie der Arbeitsgruppenleiterin Prof. Dr. Cornelia Denz nutzt den Effekt der Fotophorese. Dabei heizt ein Laserstrahl eine Seite des Mikro-Tröpfchens stark auf. Diese Wärme wird an die Umgebungsluft abgegeben. "Die erwärmte Luft dehnt sich aus und übt so eine Kraft aus, die das Tröpfchen aus dem Laserstrahl schiebt", erklärt Michael Eßeling. In einer ersten Veröffentlichung hatte das Team bereits zeigen können, dass man mittels geeigneter Strahlformung einen dreidimensionalen "Käfig aus Licht" präparieren kann, mit dem sich absorbierende Partikel rein optisch fangen und in alle Richtungen steuern lassen.

Nun zeigten die Forscher in einem zweiten Experiment, dass sich der Effekt auch auf flüssige Aerosole übertragen lässt. Aerosole entstehen immer dann, wenn Flüssigkeiten mit einer Düse fein verteilt werden, etwa bei Spraydosen oder Tintenstrahldruckern. Dazu nutzen die Wissenschaftler einzelne Tröpfchen aus einer speziell präparierten Tintenpatrone, die auf eine Barriere aus stark fokussiertem Laserlicht fallen. Die Mikrotröpfchen werden von dieser Barriere zurückgeworfen wie von einem Trampolin. "Diese Beobachtung stellt eine wichtige Arbeit im Forschungsfeld der optischen Manipulation absorbierender Tröpfchen dar", betont Michael Eßeling. Die Tröpfchen könnten in Zukunft beispielsweise in einer Lichtfalle eingesperrt werden, um Mischvorgänge zu beobachten oder die Analyse der Tröpfchenbestandteile zu ermöglichen.

Originalpublikation:

Esseling M., Rose P., Alpmann C., and Denz C. (2012): Photophoretic trampoline—Interaction of single airborne absorbing droplets with light. Applied Physics Letters 101, 131115; doi: 10.1063/1.4755761

Artikel in "Nature"/"News and Views":

McGloin D. (2012): Applied physics: An optical trampoline. Nature 492, 51–52; doi:10.1038/492051a

Dr. Christina Heimken | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenster.de/Physik.AP/Denz/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Leuchtender Zufall
26.09.2016 | Technische Universität Wien

nachricht Quantenboost für künstliche Intelligenz
26.09.2016 | Universität Innsbruck

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenboost für künstliche Intelligenz

Intelligente Maschinen, die selbständig lernen, gelten als Zukunftstrend. Forscher der Universität Innsbruck und des Joint Quantum Institute in Maryland, USA, loten nun in der Fachzeitschrift Physical Review Letters aus, wie Quantentechnologien dabei helfen können, die Methoden des maschinellen Lernens weiter zu verbessern.

In selbstfahrenden Autos, IBM's Watson oder Google's AlphaGo sind Computerprogramme am Werk, die aus Erfahrungen lernen können. Solche Maschinen werden im Zuge...

Im Focus: Synthese-chemischer Meilenstein: Neues Ferrocenium-Molekül entdeckt

Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben zusammen mit Kollegen der Freien Universität Berlin ein neues Molekül entdeckt: Die Eisenverbindung in der seltenen Oxidationsstufe +4 gehört zu den Ferrocenen und ist äußerst schwierig zu synthetisieren.

Metallocene werden umgangssprachlich auch als Sandwichverbindungen bezeichnet. Sie bestehen aus zwei organischen ringförmigen Verbindungen, den...

Im Focus: Neue Entwicklungen in der Asphären-Messtechnik

Kompetenzzentrum Ultrapräzise Oberflächenbearbeitung (CC UPOB) lädt zum Expertentreffen im März 2017 ein

Ob in Weltraumteleskopen, deren Optiken trotz großer Abmessungen nanometergenau gefertigt sein müssen, in Handykameras oder in Endoskopen − Asphären kommen in...

Im Focus: Mit OLED Mikrodisplays in Datenbrillen zur verbesserten Mensch-Maschine-Interaktion

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP arbeitet seit Jahren an verschiedenen Entwicklungen zu OLED-Mikrodisplays, die auf organischen Halbleitern basieren. Durch die Integration einer Bildsensorfunktion direkt im Mikrodisplay, lässt sich u.a. die Augenbewegung in Datenbrillen aufnehmen und zur Steuerung von Display-Inhalten nutzen. Das verbesserte Konzept wird erstmals auf der Augmented World Expo Europe (AWE), vom 18. – 19. Oktober 2016, in Berlin, Stand B25 vorgestellt.

„Augmented Reality“ (erweiterte Realität) und „Wearable Displays“ (tragbare Displays) sind Schlagworte, denen man mittlerweile fast täglich begegnet. Beide...

Im Focus: OLED microdisplays in data glasses for improved human-machine interaction

The Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP has been developing various applications for OLED microdisplays based on organic semiconductors. By integrating the capabilities of an image sensor directly into the microdisplay, eye movements can be recorded by the smart glasses and utilized for guidance and control functions, as one example. The new design will be debuted at Augmented World Expo Europe (AWE) in Berlin at Booth B25, October 18th – 19th.

“Augmented-reality” and “wearables” have become terms we encounter almost daily. Both can make daily life a little simpler and provide valuable assistance for...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von der Probe zum digitalen Modell - MikroskopieTrends ´16

26.09.2016 | Veranstaltungen

300 Experten diskutieren auf größter Entrepreneurship-Konferenz im deutschsprachigen Raum

26.09.2016 | Veranstaltungen

Idealer Ablauf für GMP-konforme Projekte

26.09.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phänotyp auf Knopfdruck

26.09.2016 | Biowissenschaften Chemie

Effiziente elektrische Antriebe: TU Graz startet Christian Doppler Labor

26.09.2016 | Maschinenbau

Methodenentwicklung an BESSY II: Automatische Auswertung beschleunigt die Suche nach neuen Wirkstoffen

26.09.2016 | Biowissenschaften Chemie