Ein Do-it-yourself-Traktorstrahl für zu Hause

Video4. Jänner 2017, 18:11
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Britische Forscher entwickeln ein Gerät zur Manipulation kleiner Objekte aus Bauteilen um weniger als 100 Euro

Bristol – Traktorstrahlen klingen zwar nach Science Fiction, tatsächlich aber sind sie – in kleinem Maßstab freilich – bereits Realität geworben. Vor kurzem etwa haben deutsche Physiker einen Laser-Traktorstrahl vorgestellt, mit dem einzelne Bakterien festgehalten und bewegt werden können.

Eine akustische Variante gibt es nun sogar zum Selberbauen. Die Grundlagen dafür haben Asier Marzo und sein Team von der University of Bristol gelegt, indem sie die entsprechende von ihnen entwickelte Technik enorm vereinfachen konnten. Das in den "Applied Physics Letters" präsentierte Resultat ist ein tragbares Gerät, das sich mit Komponenten aus einem 3-D-Drucker und handelsüblichen Elektronikbauteilen sogar zu Hause konstruieren lässt.

Billig und vielseitig

Was, abgesehen von dem Do-it-yourself-Bonus, so besonders an dem Apparat ist, erklärt Marzo mit seiner Fähigkeit, Objekte anzuziehen: "Es ist sehr leicht, Partikel von einer Schallquelle wegzuschieben oder sie einfach nur in der Schwebe zu halten", meint der Wissenschafter. "Unsere Lösung kann die Objekte aber auch an die Quelle der Schallwellen heranziehen."

Marzo und seine Kollegen haben bereits zuvor Vorrichtungen gebaut, die dazu in der Lage waren, doch diese waren groß, kompliziert und vor allem sehr teuer – Nachteile, die Marzos neue Lösung nicht aufweist: Der akustische Traktorstrahl lässt sich aus Elementen aus einem 3-D-Drucker und einigen vergleichsweise günstigen Elektronikbauteilen herstellen. Laut Marzo kosten die Einzelteile in Summe im Internet kaum mehr als 60 Euro. Zusammengebaut ähnelt das Gerät einer größeren Taschenlampe.

Metamaterial moduliert Schall

Die Methode hinter der Konstruktion kommt im Unterschied zu Apparaten mit vergleichbaren Fähigkeiten ohne elektronischen Phasenwandler aus, der dazu dient, den Schall so zu formen, dass man damit Objekte manipulieren kann. Diese Aufgabe übernimmt nun ein fixes Bauteil: "Wir können eine Schallwelle mit einem Metamaterial modulieren, das im Prinzip nichts weiter ist als ein Stück Material mit vielen Röhren unterschiedlicher Länge", sagt Marzo. "Der Schall strömt durch diese Röhren, und wenn er dann austritt, hat er die richtigen Phasen, um einen Traktorstahl zu bilden."

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Wie man sich seinen Traktorstrahl selber baut.

Die Erklärung für die Konstruktion des hauseigenen Schall-Traktorstrahls liefert Marzo in dem oberen Video. Dass man damit zu Hause seine Möbel umstellen kann, sollte man sich allerdings nicht erwarten. Immerhin aber lassen sich mit dem handlichen Gerät mehrere Millimeter große Objekte bewegen. "Es kann kleine Plastikstücke heben, aber auch eine Fliege oder kleine biologische Proben – es ist also wirklich praktisch", meint Marzo. (tberg, 4.1.2017)

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