Bei Rotlicht 21.09.2015, 07:45 Uhr

Erste Tarnkappe, die Gegenstände verschwinden lässt

Das winzige Metamaterial aus Gold könnte noch eine große Karriere machen. US-Forschern haben das kleine Plättchen unsichtbar erscheinen lassen. Es könnte das Geheimnis verraten, wie man eine richtige Tarnkappe bauen kann. Bei Rotlicht funktioniert die Sache bereits.

US-Forscher haben aus Gold ein Metamaterial entwickelt, das Licht nicht mehr reflektiert und damit unsichtbar macht. Wenn man damit einen Menschen abdeckt, könnte auch der unsichtbar werden.

US-Forscher haben aus Gold ein Metamaterial entwickelt, das Licht nicht mehr reflektiert und damit unsichtbar macht. Wenn man damit einen Menschen abdeckt, könnte auch der unsichtbar werden.

Foto: Universität Berkeley

Manch einer würde gern „im Boden versinken“, wenn ihm was peinlich ist. Besser noch wäre er mit einer Tarnkappe bedient, wie sie in Märchen vorkommt. Doch so etwas gibt es nicht. Glauben die meisten jedenfalls. „Falsch“, sagen jetzt die Forscher der Universität von Kalifornien in Berkeley.

Einen Menschen kann das Team um Xiang Zhang, Direktor am Materialforschungslabor der Hochschule, zwar nicht unsichtbar machen. Wohl aber ein Plättchen, das allerdings wegen seiner Winzigkeit ohnehin kaum zu sehen ist. Es misst nicht einmal einen halben Millimeter. Aber jeder fängt ja mal klein an, auch die Forscher in Berkeley. Mit der Tarnkappe aus Kalifornien kann zumindest das kleine Plättchen vollends verschwinden. Vorausgesetzt, es wird von rotem Licht angestrahlt und bewegt sich nicht. Zu viele Einschränkungen für eine echte Tarnkappe.

Tarnkappe für größere Objekte geplant

Aber das kann ja noch werden, glauben die Forscher, und hoffen, künftig auch größere Gegenstände verbergen zu könnrn. Ihre Tarnkappe besteht aus so genanntem Metamaterial, einem synthetische Werkstoff mit Eigenschaften, die nicht in der Natur vorkommen.

Die Materialforscher Yuan Wang (v.l.), Zi Jing Wong und Xiang Zhang haben das ultradünne Metamaterial entwickelt.

Die Materialforscher Yuan Wang (v.l.), Zi Jing Wong und Xiang Zhang haben das ultradünne Metamaterial entwickelt.

Foto: Roy Kaltschmidt/Universität Berkeley

Das Material hat Oberflächenstrukturen, die kleiner sind als die Wellenlänge von Licht, die je nach Farbe bei einigen 100 Nanometern liegt. Diese Strukturen verhindern, dass auftreffendes Licht wie üblich reflektiert oder gestreut wird. Dadurch wird das Objekt sichtbar. Metamaterialien, die besondere optische Eigenschaften haben, lenken das Licht gewissermaßen um sich herum. Es gibt keine optische Interaktion, sodass das Objekt nicht zu sehen ist.

Premiere bei sichtbarem Licht

Xiang und sein Team stellten die Struktur, die das Licht irritiert, aus nanometergroßen Goldtröpfchen her, die sie auf einer extrem dünnen Haut platzierten. Das Gold sorgt dafür, dass es keine Reflexe gibt, wie sie in der Natur vorkommen. Das Objekt bleibt unsichtbar.

Das Metamaterial ist winzig klein und verschwindet bei rotem Licht gänzlich.

Das Metamaterial ist winzig klein und verschwindet bei rotem Licht gänzlich.

Foto: Forschungsgruppe Xiang Zhang/Berkley Universität

„Es ist das erste Mal, dass ein beliebig geformtes Objekt im sichtbaren Licht nicht mehr zu sehen ist“, sagt Xiang. Tatsächlich spielen bei anderen Tarnkappenentwicklungen wie etwa der von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie die äußeren Umstände – in diesem Fall ein leichter Nebel – eine Rolle. Andere funktionieren nur im Mikrowellenbereich.

Zehn Jahre lang haben Xiang und sein Team Metamaterialien erforscht, die die optischen Regeln der Natur zu brechen vermögen. Jetzt konnten sie den ersten Durchbruch melden. Sie veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse in der Wissenschaftszeitschrift Science.

Von Wolfgang Kempkens

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