Levitation: Objekte schweben auf Schallwellen

Von Peter Gotzner

ETH Zürich / Dimos Poulikakos

Ein unsichtbares Förderband lässt Materie schweben: Luftdruck-Schwankungen transportieren Flüssigkeiten und kleine Objekte berührungslos. Vor allem Pharmazeuten und Chemiker versprechen sich davon neuartige Experimente.

Akustophorese nennt sich die Technik an der die Wissenschaftler um Dimos Poulikakos und Daniele Foresti an der ETH Zürich forschen: der Transport mit Hilfe von Schall. Im wissenschaftlichen Journal PNAS stellten die Forscher jüngst eine von ihnen entwickelte Apparatur vor. Mit Schallwellen, also kleinsten Schwankungen im Luftdruck, halten die Informatiker und Ingenieure Objekte und Flüssigkeiten in der Schwebe.

Indem die Forscher das sogennannte akustische Feld verändern, die Art und Beschaffenheit der Schallwellen, können Sie die Dinge von einer Seite der Apparatur zur anderen bewegen. Anwendung vor allem in der Biochemie und Pharmazie wären denkbar. Aber auch als universelles Laborgerät wären die quadratischen Metall-Platten geeignet, um Reaktionen abseits von Behältern beobachtbar zu machen.

Kontakt ihrer Chemikalien mit verunreinigten Oberflächen könnten Forscher so verhindern oder einfach Einwegmaterial einsparen und damit Müll vermeiden. Ein weiterer Vorteil der Methode der schweizer Forscher: Da sie Schallwellen nutzen, sind sie nicht darauf beschränkt nur Materialien mit bestimmten optischen, elektrischen oder magnetischen Eigenschaften zum Schweben zu bringen. Bislang verwendete magnetische oder elektrische Felder oder gar Laser sind so nicht mehr nötig, um Dinge in die Luft zu befördern.

In vielen Videos zeigen Dimos Poulikakos und Daniele Foresti wie ihre Apparatur kleine Flüssigkeitstropfen transportiert und sie zusammenführt. Sogar die Reaktion von Natrium mit Wasser haben sie als einen einen "akustophoretischen Walzer" ins Internet gestellt. Feste Objekte wie Zahnstocher halten die Ultraschallwellen ebenso in der Schwebe.

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler ihre Apparatur noch erweitern. Könnten sie eine vertikalen Bewegung durch Schallwellen realisieren, ließen sich akustische Förderbänder mit verschiedenen Ebenen bauen. Schwebende sich vermischende Stoffe könnten so komplizierte Verarbeitungsprozesse und Reaktionen durchlaufen.

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insgesamt 4 Beiträge
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1. wow
partey 17.07.2013
so richtig verstehe ich nicht wie sich damit der Auftrieb für jenen Zahnstocher erzeugen lässt. Vielleicht könnten damit auch Versuche gemacht werden, welche sonst nur im Weltraum funktionieren. klingt super!
2. Akustisch angetrieben?
nbaer42 18.07.2013
So funktionieren doch auch Düsentriebwerke! (Obacht:Ironie!)
3. Erinnerungen an alte Zeiten
cantarell 18.07.2013
Der Transport von Materie durch Schallwellen bzw. Töne und Klänge war schon zu Zeiten von Atlantis bekannt - so wurden u.a. auch die Pyramiden gebaut. Schön, dass wir jetzt wieder anfangen, uns zu erinnern!
4. Nur teilweise neu
jobi2000 22.07.2013
Das Prinzip der akustischen Levitation ist schon lange bekannt und wurde bereits zur Simulierung von Schwerelosigkeit verwendet. In Weltraumstationen nutzten Forscher Levitatoren bereits um vorhandene Mikrogravitationen zu überwinden. Was die Schweizer nun neu entwickelt haben, ist die schwebenden Objekte auch zielgerichtet bewegen zu können.
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