17.12.2014, 10:19 Uhr | 0 |

Kommunikation über Datenkabel Künstliche Edelstein-Partikel beschleunigen Datentransport

Jene Partikel künstlich nachzubilden, die im Edelstein Opal für die außergewöhnlichen Farbspiele verantwortlich sind: Das ist einem Team um einen 33-jährigen Aachener Wissenschaftler gelungen. Aufgrund ihrer enormen Lichtleitfähigkeit könnten die kleinen Teilchen dazu beitragen, die Kommunikation über Datenkabel zu beschleunigen. 

Das magische Lichtspiel eines Opals
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Verantwortlich für das magische Funkeln des Opals sind winzige Partikel. Die Forscher haben diese künstlich hergestellt und wollen damit die Datenübertragung in Glasfaserkabeln beschleunigen. 

Foto: Parent Géry/Wikipedia

Den Edelstein Opal im Licht leuchten zu sehen, ist beeindruckend. Das vielfältige Spiel der Farben auf dem Edelstein ist aber keinesfalls magischen Ursprungs – auch wenn es vielleicht so scheinen mag. Verantwortlich für das Potpourri aus schimmernden Grün-, Blau-, Orange-, Gelb- oder Rottönen sind winzige Partikel im und am Stein, die auftreffendes Licht verändern. Einige Lichtwellen werden reflektiert, andere passieren den Stein.

Einem Team um Forscher Alexander Kühne vom Leibniz-Institut für Interaktive Materialen (DWI) ist es nun gelungen, jene Partikel in einem aufwendigen chemischen Verfahren künstlich herzustellen. Ein Einsatzgebiet schwebt dem 33-jährigen Wissenschaftler bereits vor: „Verwendung finden sollen unserer Materialien als Manipulatoren in lichtleitenden Datenkabeln, wo sie für schnellere, effizientere Kommunikationswege sorgen sollen." Aber auch eine Verarbeitung in speziellen Sicherheitskennzeichnungen sei denkbar – beispielsweise für Verpackungen von Medikamenten.

Eine Million Euro Förderung vom Bund

Auch wenn von einer Anwendungsreife der künstlichen Partikel noch keine Rede sein kann, findet Kühnes Vorhaben bereits jetzt beachtliche Anerkennung. Sein Aachener Team am DWI wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über einen Zeitraum von vier Jahren mit gut einer Million Euro gefördert. „Momentan arbeiten wir daran, eine Vielzahl von Partikeln mit exakt gleicher Größe herzustellen und verschiedene Fluoreszenzfarben in einem System zu kombinieren", erläutert Kühne den derzeitigen Stand des Projekts.

Damit seine Partikel tatsächlich zu einer Verbesserung von Telekommunikationstechnik beitragen können, müssen sie erst einmal ins Innere einer lichtleitenden Faser gelangen und wollen dort auch noch positioniert werden. Für diese komplexe Aufgabe nutzen die Wissenschaftler ein spezielles Spinnverfahren. Sollen die winzigen Teilchen hingegen auf einer offenen Fläche aufgetragen werden, gelingt den Forschern das mithilfe eines Tintenstrahldruckers.

Zusammenspiel von Struktur, Farbigkeit und Fluoreszenz

Mit seinen künstlichen Opal-Partikeln verbindet Alexander Kühne alle drei natürlichen Möglichkeiten der Farberzeugung in einem System: die Absorption, die Emission sowie die Reflexion. „Durch das Zusammenspiel von Struktur, Farbigkeit und Fluoreszenz können die Partikel in dem Opal auf ganz unterschiedliche Weise mit Licht in Wechselwirkung treten", sagt Kühne. Unklar ist, ob und wann die Technik eines Tages den Weg zum Beispiel in unterirdische Glasfaserkabel finden und damit womöglich die Internetkommunikation beschleunigen könnte. 

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Von Jan-Martin Altgeld
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