Neue Erfindung: Die »Tarnkappe« zum Selbstbauen

02.10.2014

Andreas von Rétyi

Wissenschaftler an der US-amerikanischen Rochester-Universität haben eine überraschend simple Möglichkeit für die Konstruktion eines Tarnsystems gefunden. Tatsächlich ist dieses kleine Gerät so einfach, dass es jeder selbst nachbauen kann.

Wer wünschte sich nicht manchmal eine Tarnkappe, um für niemanden mehr sichtbar zu sein? Was normalerweise nur in der Welt der Zauberei möglich ist, streben natürlich auch Wissenschaftler an. Das Militär verfolgt schon lange das Ziel, möglichst verdeckt operieren zu können. Vom simplen Tarnanstrich bis zur Stealth-Technologie finden sich hier so einige bereits verwirklichte Konzepte.

Neben Radarunsichtbarkeit arbeiten Pentagon & Co auch an aktiver Geräuschunterdrückung (Active Noise Control, ANC), optischem Stealth und anderen teils recht komplexen Entwicklungen, die eine Entdeckung von »militärischer Hardware« erschweren bis verunmöglichen sollen. Radarwellen sollen so gestreut werden, dass nur ein verschwindender Anteil einen Empfänger erreicht.

Je drastischer der Radarwirkungsquerschnitt minimiert wird, desto besser. Andere Experimente zielen darauf ab, akustische und optische Wellenmuster um Objekte zu leiten und wieder »originalgetreu« zusammenzufügen, als wäre der Gegenstand überhaupt nicht vorhanden. Nun haben Wissenschaftler der Universität von Rochester, USA, eine recht einfache Methode gefunden, Licht effektiv und authentisch abzulenken, um undurchsichtige Objekte transparent erscheinen zu lassen.

Licht lässt sich bekanntlich durch Spiegel und Linsen auf seinem Weg beeinflussen. Schon aus dem alten Ägypten sind optisch geschliffene Linsen bekannt. Und mit hoher Wahrscheinlichkeit wurde das Fernrohr bereits wesentlich früher erfunden, als es die offizielle Geschichte darstellt.

Ihr zufolge wurde die Vergrößerungswirkung erst zum Beginn des 17. Jahrhunderts rein zufällig in den Niederlanden entdeckt, als Kinder mit Glasabfällen von Brillenmachern spielten. Wie dem auch sei, heute gibt es die leistungsfähigsten optischen Geräte, ob Mikroskope oder Teleskope, und jeder weiß, was man damit alles sehen kann.

Die Optikkombination, die der Physikprofessor John Howell und sein Doktorand Joseph Choi nun fanden, dürfte aber doch etwas Neuartiges sein. Howell wollte das Ziel mit einfachen Mitteln erreichen, ganz…

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Morphing im »Terminator-Stil«: Neue Technologien mit Flüssigmetall

30.09.2014

Andreas von Rétyi

Wie jetzt in einer wissenschaftlichen Fachpublikation veröffentlicht wurde, haben amerikanische Wissenschaftler einen wesentlichen Schritt hin zu einer Technologie getan, die weitgehend noch als Utopie gilt. Metalle werden mittels einer angelegten elektrischen Spannung dazu gezwungen, verschiedene Formen anzunehmen. Was will man damit erreichen?

Eine Forschergruppe der Staatsuniversität von North Carolina (NCSU) berichtet nun über ihre Forschungen zur fortschrittlichen Nutzung flüssiger Metalle. Was hier in Wort und Bild vorgestellt wird, erinnert zumindest in Ansätzen an den zweiten Film der Terminator-Reihe, in dem ein Androide namens T-1000 sein Unwesen treibt, ein Roboter aus flüssigem Metall, der seine äußere Form zu jedem Zeitpunkt wandeln kann. Körperteile werden zu Waffen, das Gesicht kann ebenfalls beliebige Vorbilder imitieren. Für Militär und Geheimdienste sicherlich eine recht willkommene Sache, sofern realisierbar.

Weitgehend abseits aller Fiktion haben sich die Fachleute bereits damit befasst, flüssige Metalle zu manipulieren, um ebenfalls gezielte Formveränderungen hervorzurufen. Natürlich längst nicht so perfekt. Pionierarbeit eben. Den NCSU-Wissenschaftlern kommt der Terminator-Bezug offenbar nur entgegen, sorgt er doch für »Publicity«.

Professor Michael Dickey legt mit seiner Forschungsgruppe jetzt aktuelle Ergebnisse vor. Sie sollen die Machbarkeit und Vielseitigkeit dieser recht neuen Technologie bezeugen, die unter anderem eine adaptive und zur Selbstreparatur fähige Elektronik ermöglichen soll. Ausgangspunkt war eine Mischung aus den beiden seltenen Metallen Gallium und Indium, die sich in einer gezielten Weise ausdehnen und die Form verändern sollten, wenn sie in flüssigem Zustand gehalten werden. Entscheidend für das Experiment war die hohe Oberflächenspannung jener Mischung. Durch sie kann die Flüssigkeit zu einer Kugel geformt werden und in dieser Gestalt länger bestehen bleiben, wenn nicht entsprechend Einfluss auf sie genommen wird.

Die beiden Metalle bilden ein eutektisches Gemisch oder kurz Eutektikum, da sie voneinander abweichende Schmelzpunkte aufweisen. Für Gallium liegt er bei bereits 29 Grad Celsius. Indium bleibt bei steigender Temperatur wesentlich länger fest. Erst weit jenseits des Siedepunkts von Wasser wird es flüssig. Dazu müssen rund 156 Grad Celsius erreicht sein. Doch eine entsprechende Mischung schmilzt bereits bei Raumtemperatur.

Bereits wenn weniger als ein Volt Spannung angelegt wird, verringert sich die Oberflächenspannung eines solchen in Wasser getauchten Gemisches. Es lässt sich dann unterschiedlich formen, die Kugel flacht sich ab. Sobald keine Spannung mehr anliegt, regeneriert sie sich wieder. Professor Dickey zeigt sich fasziniert:

»Die resultierenden Änderungen der Oberflächenspannung zählen zu den größten, die je berichtet wurden. Das ist umso bemerkenswerter, als mit weniger als einem Volt Spannung manipuliert werden kann.«

Die Konsequenzen für die künftige Technologie sind nach Ansicht von Dickey sehr wesentlich: »Wenn Sie die Form verändern können, dann können sie auch die Funktion ändern«, betont der Wissenschaftler. So könnten Funkantennen ihre Form ändern und unter Nutzung der gleichen Komponenten dennoch…

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