Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche Edelsteine für die Telekommunikation

15.12.2014

Wer lässt sich nicht beeindrucken vom schillernden Farbenspiel von Opalen und anderen Edelsteinen?

Inspiriert von der Interaktion der Opale mit Licht forscht Dr. Alexander Kühne an der Herstellung künstlicher Edelsteine für einen zukünftigen Einsatz im Bereich der Telekommunikation, der Photonik und der Biomedizin. Sein Forschungsziel findet Anerkennung: Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert nun seine neue Nachwuchsgruppe am DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien in Aachen. Die Fördersumme beträgt gut eine Million Euro und beläuft sich auf einen Zeitraum von vier Jahren.


Künstliche Opale und eine elektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur

Bild: A. Kühne / DWI

Opale – natürlich vorkommende ebenso wie künstliche – bestehen aus winzigen Partikeln, die Lichtwellen verändern. Beispielsweise reflektieren sie bestimmte Lichtwellen und lassen andere Lichtwellen passieren. In seiner BMBF-Arbeitsgruppe stellt Alexander Kühne derartige Partikel in einem komplexen chemischen Verfahren her.

Im nächsten Schritt nutzen die Wissenschaftler ein Spinnverfahren, um die Partikel im Inneren einer lichtleitenden Faser zu positionieren. Alternativ können sie die Partikel per Tintenstrahldruck gezielt auf einer Oberfläche platzieren. Bei beiden Techniken fügen sich die Partikel zu geordneten Opalstrukturen zusammen. „Durch das Zusammenspiel von Struktur, Farbigkeit und Fluoreszenz können die Partikel in dem Opal auf ganz unterschiedliche Weise mit Licht in Wechselwirkung treten“, erklärt Kühne.

Der 33-Jährige kombiniert damit in einem einzigen System alle drei in der Natur vorkommenden Möglichkeiten, Farbe zu erzeugen: Die Absorption, wie bei normalen Farbstoffen, die Emission, wie beim Fluoreszenzeffekt und die Reflektion, welche durch die besondere Opalstruktur der Partikel erzeugt wird.

„Verwendung finden sollen unsere Materialien als Manipulatoren in lichtleitenden Datenkabeln, wo sie für schnellere, effizientere Kommunikationswege sorgen sollen. Denkbar ist auch die Verarbeitung in spezielle Sicherheitskennzeichnungen, zum Beispiel für Medikamentenpackungen.“ Die aktuellen Herausforderungen für Kühnes Team sind allerdings noch einige Schritte von der Anwendung entfernt. „Momentan arbeiten wir daran, eine Vielzahl von Partikeln mit exakt gleicher Größe herzustellen und verschiedene Fluoreszenzfarben in einem System zu kombinieren.“

Kühne studierte Chemie in Köln und Glasgow und promovierte bei Richard Pethrick an der University of Strathclyde in Glasgow. Nach Postdoc-Aufenthalten bei Klaus Meerholz in Köln und David Weitz in Harvard ist er seit Dezember 2011 wissenschaftlicher Mitarbeiter am DWI. Mit den Arbeiten seiner BMBF-geförderten Nachwuchsgruppe baut er auf seine Erfahrungen mit nanostrukturierten Polymerfilmen für organische Laser auf.

Dr. Janine Hillmer | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Bessere Anwendungsmöglichkeiten für Laserlicht
28.03.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Biegsame Touchscreens: Neues Herstellungsverfahren für transparente Elektronik verbessert
28.03.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten