Tarnkappen und andere (un)mögliche Phänomene
Forschungsverbund „Photonische Nanomaterialien“ präsentiert Ergebnisse aus fünf Jahren.
Experten aus aller Welt trafen sich diese Woche an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, um über Phänomene zu diskutieren, die es in der realen Welt gar nicht geben dürfte: Tarnkappen zum Beispiel. Anlass dafür ist jedoch nicht etwa irgendeine parawissenschaftliche Veranstaltung, sondern das Abschlusssymposium des Forschungsverbunds „Photonische Nanomaterialien“ kurz PhoNa, sowie ein dreitägiges internationales Doktorandensymposium. In der nationale Forschungsinitiative PhoNa arbeiten Physiker, Chemiker, Materialwissenschaftler und Biologen der Uni Jena gemeinsam mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Industriepartnern zusammen.
Abb.: Eine Laser-optische Versuchsanordnung, wie sie im Forschungsverbund PhoNa an der Universität Jena eingesetzt wurde. (Bild: J.-P. Kasper, FSU)
Im Mittelpunkt beider Veranstaltungen standen die Forschungsergebnisse, die die Wissenschaftler des PhoNa-Verbundes in den zurückliegenden fünf Jahren erarbeitet haben, sowie aktuelle Beiträge der internationalen Forschung auf dem Gebiet der photonischen Nanomaterialien. Konkret ging es beispielsweise um optische Metamaterialien. Solche nanostrukturierten Materialien gehören derzeit zu den vielversprechendsten Entwicklungen im Bereich Photonik. „Nanostrukturierte Materialien weisen in der Regel völlig andere Eigenschaften auf als natürliche Materialien in kristalliner oder amorpher Form“, erläutert Thomas Pertsch. Der Sprecher des Forschungsverbunds PhoNa meint damit auch Eigenschaften, die es in der Natur eigentlich nicht gibt: etwa die Fähigkeit, Licht negativ zu brechen oder Gegenstände unsichtbar zu machen.
Um solche Materialien herzustellen, werden sehr kleine Strukturen sehr dicht in einer komplizierten Geometrie angeordnet. So lassen sich mittels Elektronenstrahllithographie beispielsweise Goldteilchen in hoch-symmetrische geometrische Anordnungen strukturieren, die natürlicherweise nicht vorkommen. Diese Strukturen sind in der Lage, mit elektromagnetischer Strahlung auf völlig neue, in der Natur sonst nicht anzutreffende Art zu wechselwirken. Solche Metamaterialien lassen sich etwa in Solarzellen oder als optische Tarnkappe nutzen, aber auch zur Entwicklung neuer hochauflösender Mikroskope. Auch in der Mikroelektronik oder der bioanalytischen Sensorik ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten.
FSU / RK
