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 Einsame Atome glücklich vereint
26.07.2016 | Technische Universität Wien

nachricht Zart und dennoch robust: Neue Erkenntnisse über Spinnenseide gewonnen
26.07.2016 | Universität Leipzig

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: Self-assembling nano inks form conductive and transparent grids during imprint

Transparent electronics devices are present in today’s thin film displays, solar cells, and touchscreens. The future will bring flexible versions of such devices. Their production requires printable materials that are transparent and remain highly conductive even when deformed. Researchers at INM – Leibniz Institute for New Materials have combined a new self-assembling nano ink with an imprint process to create flexible conductive grids with a resolution below one micrometer.

To print the grids, an ink of gold nanowires is applied to a substrate. A structured stamp is pressed on the substrate and forces the ink into a pattern. “The...

Im Focus: Neues Forschungsnetzwerk für Mikrobiomforschung

Mikroben und Viren haben weitreichenden Einfluss auf die Gesundheit von Mensch und Tier. Die neu gegründete "Austrian Microbiome Initiative" (AMICI) fördert die nationale Mikrobiomforschung und vernetzt MedizinerInnen und ForscherInnen verschiedenster Fachrichtungen zur Nutzung von Synergien.

Bakterien, Archaeen, Pilze, Viren – Milliarden von Mikroorganismen leben in Symbiose in und auf Menschen und Tieren. Diese mikroskopisch kleinen Lebewesen...

Im Focus: The Glowing Brain

A new Fraunhofer MEVIS method conveys medical interrelationships quickly and intuitively with innovative visualization technology

On the monitor, a brain spins slowly and can be examined from every angle. Suddenly, some sections start glowing, first on the side and then the entire back of...

Im Focus: Superschneller Internetfunk dank Terahertz-Strahlung

Wissenschaftler aus Dresden und Dublin haben einen vielversprechenden technologischen Ansatz gefunden, der Notebooks und anderen mobilen Computern in Zukunft deutlich schnellere Internet-Funkzugänge ermöglichen könnte als bisher. Die Teams am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und am irischen Trinity College Dublin brachten hauchdünne Schichten aus einer speziellen Verbindung von Mangan und Gallium dazu, sehr effizient Strahlung im sogenannten Terahertz-Frequenzbereich auszusenden. Als Sender in WLAN-Funknetzen eingesetzt, könnten die höheren Frequenzen die Datenraten zukünftiger Kommunikations-Netzwerke spürbar erhöhen.

„Wir halten diesen Ansatz für technologisch sehr interessant“, betont Dr. Michael Gensch, Leiter einer Arbeitsgruppe am HZDR, die sich mit den...

Im Focus: Newly discovered material property may lead to high temp superconductivity

Researchers at the U.S. Department of Energy's (DOE) Ames Laboratory have discovered an unusual property of purple bronze that may point to new ways to achieve high temperature superconductivity.

While studying purple bronze, a molybdenum oxide, researchers discovered an unconventional charge density wave on its surface.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

8. Forum Energie

26.07.2016 | Veranstaltungen

Kongress für Molekulare Medizin: Krankheiten interdisziplinär verstehen und behandeln

20.07.2016 | Veranstaltungen

Ultraschnelle Kalorimetrie: Gesellschaft für thermische Analyse GEFTA lädt zur Jahrestagung

19.07.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Vernetzt und intuitiv: HEIDENHAIN-Steuerungen in der digitalen Fertigung

26.07.2016 | Messenachrichten

mayr® Antriebstechnik auf der Wind Energy 2016

26.07.2016 | Messenachrichten

Miniaturisiertes Infrarot-Thermometer für Kunststoff-Folien

26.07.2016 | Messenachrichten