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 Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Bose-Einstein-Kondensate können Gravitationswellen derzeit wohl kaum nachweisen
12.12.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Im Focus: Neuartige Lasertechnik für chemische Sensoren in Mikrochip-Größe

Von „Frequenzkämmen“ spricht man bei speziellem Laserlicht, das sich optimal für chemische Sensoren eignet. Eine revolutionäre Technik der TU Wien erzeugt dieses Licht nun viel einfacher und robuster als bisher.

Ein gewöhnlicher Laser hat genau eine Farbe. Alle Photonen, die er abstrahlt, haben genau dieselbe Wellenlänge. Es gibt allerdings auch Laser, deren Licht...

Im Focus: Topological material switched off and on for the first time

Key advance for future topological transistors

Over the last decade, there has been much excitement about the discovery, recognised by the Nobel Prize in Physics only two years ago, that there are two types...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Januar und Februar 2019

11.12.2018 | Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

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

Biofilme generieren ihre Nährstoffversorgung selbst

12.12.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Tanz mit dem Feind

12.12.2018 | Physik Astronomie

Künstliches Perlmutt nach Mass

12.12.2018 | Materialwissenschaften

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