Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schweben in einem Magnetrührer: Rührfisch im Aufschwung

08.08.2018

Göttinger Max-Planck-Wissenschaftler entdeckt ein völlig neues Schwebeverfahren

Die Idee des Schwebens, des sorglosen Gleitens über der Erdoberfläche, hat solche Technikneuerungen wie Magnetschwebebahn aber auch unzählige Science Fiction Werke, wie Schwebebretter aus der „Zurück in die Zukunft“-Trilogie oder sogar ein übliches Bild einer Hexe, die auf ihrem Besen über ein schlafendes Dorf fliegt, inspiriert.


Oben: Bild des schwebenden Flohs in Rizinusöl. Unten: Eine 3D-Spirale, die durch die Kombination von experimentellen Bildern des Flohs über einen Zeitraum von 1 s beim Schweben entsteht.

(c) MPIDS

Die meisten praxisbezogenen Anwendungen erfordern jedoch entweder hochspezialisierte teure Geräte oder deutlich unter dem Gefrierpunkt liegende Temperaturen, was sie in unserem täglichen Leben nicht problemlos einsetzbar macht. Die jüngste Entdeckung der Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) ist ein bahnbrechender Ansatz, der das Magnetschweben für ein breiteres Spektrum technischer Anwendungen zugänglich machen wird.

Die neue Methode verwendet ein einfaches Werkzeug, das in den meisten Labors weltweit bereits vorhanden ist: Einen Magnetrührer. Dies ist ein Gerät, das mit Hilfe rotierender Magnetfelder einen in eine Flüssigkeit eingetauchten Rührstab sehr schnell zum Drehen bringt und der dabei die Flüssigkeit im Behälter vermischt. Seit seiner Erfindung im Jahre 1942 ist bekannt, dass der Rührstabmagnet, wenn er zu schnell angetrieben wird, unberechenbar wie eine Forelle im Bach auf dem Boden des Behälters springt - daher der Spitzname „Rührfisch“.

MPIDS-Wissenschaftler stellten fest, dass der Fisch in einem Behälter, der mit Flüssigkeit mit einer Viskosität ähnlich wie Honig gefüllt ist, nicht mehr herumspringt, sondern in der Flüssigkeit aufsteigt und schwebt.

„Wir sind beim Mischen hochviskoser Polymerlösungen auf dieses Phänomen gestoßen und waren fasziniert“, erinnert sich Dr. Kyle Baldwin, der Erstautor der Arbeit. Er hat die Bewegung des schwebenden Rührfischchens in einer großen Experimentreihe sorgfältig analysiert und festgestellt, dass seine Bewegungen systematisch sind. Der Rührstab wackelt hin und her, pumpt Flüssigkeit zur Seite und stabilisiert so seine Position. Interessanterweise wird die Flüssigkeit in die entgegengesetzte Richtung gepumpt, wenn die Viskosität reduziert wird, und der Fisch sinkt.

„Unsere Entdeckung soll das Design von bidirektionalen Flüssigkeitspumpen motivieren, das Verständnis für effektive Schwimmtechniken verbessern und ein neues Schwebeverfahren für die containerlose Lagerung oder den reibungslosen Transport bieten“, erklärt Dr. Baldwin.

Diese grundlegende Entdeckung könnte in der Robotik genutzt werden und neue Möglichkeiten in der Nanotechnologie und Medizin eröffnen, wie z.B. die Bereitstellung leicht steuerbarer künstlicher Mikroschwimmer für eine bessere Diagnostik. Neue Horizonte, die durch diese Entdeckung eröffnet werden, sind wahrlich atemberaubend! Dennoch ist es unwahrscheinlich, dass fliegende Besen Realität werden.

Originalpublikation:

https://journals.aps.org/prl/accepted/43075Y94Afb11f5534792c45ecaa8e6270ea7376a

Carolin Hoffrogge | Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wuppertaler Forscher messen vom Weltraum aus die Temperatur der oberen Atmosphäre
18.01.2019 | Bergische Universität Wuppertal

nachricht Wie Moleküle im Laserfeld wippen
17.01.2019 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Ten-year anniversary of the Neumayer Station III

The scientific and political community alike stress the importance of German Antarctic research

Joint Press Release from the BMBF and AWI

The Antarctic is a frigid continent south of the Antarctic Circle, where researchers are the only inhabitants. Despite the hostile conditions, here the Alfred...

Im Focus: Ultra ultrasound to transform new tech

World first experiments on sensor that may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles

The new sensor - capable of detecting vibrations of living cells - may revolutionise everything from medical devices to unmanned vehicles.

Im Focus: Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedankenexperiment mithilfe eines verschränkten Atom-Licht-Zustands.

Bereits 1935 formulierte Erwin Schrödinger die paradoxen Eigenschaften der Quantenphysik in einem Gedankenexperiment über eine Katze, die gleichzeitig tot und...

Im Focus: Flying Optical Cats for Quantum Communication

Dead and alive at the same time? Researchers at the Max Planck Institute of Quantum Optics have implemented Erwin Schrödinger’s paradoxical gedanken experiment employing an entangled atom-light state.

In 1935 Erwin Schrödinger formulated a thought experiment designed to capture the paradoxical nature of quantum physics. The crucial element of this gedanken...

Im Focus: Implantate aus Nanozellulose: Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken den biologisch abbaubaren Rohstoff nun mit zusätzlichen Fähigkeiten, um Implantate für Knorpelerkrankungen mittels 3-D-Druck fertigen zu können.

Alles beginnt mit einem Ohr. Empa-Forscher Michael Hausmann entfernt das Objekt in Form eines menschlichen Ohrs aus dem 3-D-Drucker und erklärt: «Nanocellulose...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Smarte Sensorik für Mobilität und Produktion 4.0 am 07. Februar 2019 in Oldenburg

18.01.2019 | Veranstaltungen

16. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

17.01.2019 | Veranstaltungen

Erstmalig in Nürnberg: Tagung „HR-Trends 2019“

17.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zeitwirtschafts- und Einsatzplanungsprozesse effizient und transparent gestalten mit dem Workforce Management System der GFOS

18.01.2019 | Unternehmensmeldung

Der Schlaue Klaus erlaubt keine Fehler

18.01.2019 | Informationstechnologie

Neues Verfahren zur Grundwassersanierung: Mit Eisenoxid gegen hochgiftige Stoffe

18.01.2019 | Verfahrenstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics