Kommunikation über Datenkabel 17.12.2014, 10:19 Uhr

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. 

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.

Künstliche Opale und eine elektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur: In Glasfaserkabeln könnten die Partikel zukünftig die Datenübertragung beschleunigen. 

Künstliche Opale und eine elektronenmikroskopische Aufnahme der Partikelstruktur: In Glasfaserkabeln könnten die Partikel zukünftig die Datenübertragung beschleunigen. 

Quelle: Alexander Kühne / DWI

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. 

Stellenangebote im Bereich Forschung & Entwicklung

WILO SE-Firmenlogo
WILO SE Entwicklungsingenieur (w/m/d) Elektrotechnik Dortmund
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG-Firmenlogo
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG Elektroplaner / Produktingenieur für mobile Assistenzsysteme (w/m/d) Bruchsal
Fresenius Kabi Deutschland GmbH-Firmenlogo
Fresenius Kabi Deutschland GmbH Entwicklungsingenieur / Innovation & Development Engineer (m/w/d) Bad Hersfeld
Weidemann GmbH-Firmenlogo
Weidemann GmbH Entwicklungsingenieur (m/w/d) Antriebstechnik Diemelsee-Flechtdorf
TH Köln-Firmenlogo
TH Köln Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in ökologische Unkrautbekämpfung / Agrar Köln
FERCHAU GmbH-Firmenlogo
FERCHAU GmbH Entwicklungsingenieur (m/w/d) Elektromobilität München
B. Braun Avitum AG-Firmenlogo
B. Braun Avitum AG Entwicklungsingenieur Elektrotechnik (m/w/d) Melsungen
Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG Projektleiter (m/w/d) Forschung & Entwicklung Bitterfeld-Wolfen
Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Heraeus Quarzglas Bitterfeld GmbH & Co. KG Projektleiter (m/w/d) Entwicklung Bitterfeld-Wolfen
XENIOS AG-Firmenlogo
XENIOS AG Projektleiter R&D (m/w/d) im Bereich Neuproduktentwicklung Heilbronn

Alle Forschung & Entwicklung Jobs

Top 5 Forschung

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.