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Göttingen Wissenschaftler aus Göttingen entdecken neues Schwebeverfahren
Campus Göttingen Wissenschaftler aus Göttingen entdecken neues Schwebeverfahren
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13:31 09.08.2018
Eine 3D-Spirale, die durch die Kombination von Bildern des Flohs über einen Zeitraum von 1 Sekunde beim Schweben entsteht. „Sie zeigt die Dynamik des Schwebeverhaltenst“, so das MPIDS. Quelle: MPIDS / r
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Göttingen

Göttinger Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) haben nach eigenen Angaben „ein völlig neues Schwebeverfahren“ entdeckt. Die Wissenschaftler um Dr. Kyle Baldwin sehen die Einsatzmöglichkeiten ihrer „grundlegenden Entdeckung“ etwa in der Robotik. Auch könnte sie neue Möglichkeiten in der Nanotechnologie und Medizin eröffnen, wie etwa die Bereitstellung leicht steuerbarer künstlicher Mikroschwimmer für eine bessere Feststellung oder Bestimmung einer Krankheit.

Baldwins Methode verwendet ein einfaches Werkzeug, das in den meisten Labors weltweit bereits vorhanden ist: den Magnetrührer. Dieses Werkzeug ist ein Gerät, das mit Hilfe rotierender Magnetfelder einen in eine Flüssigkeit eingetauchten Rührstab sehr schnell zum Drehen bringt und der dabei die Flüssigkeit im Behälter vermischt.

Unberechenbar wie eine Forelle im Bach

Seit seiner Erfindung im Jahre 1942 sei bekannt, dass der Rührstabmagnet, wenn er zu schnell angetrieben wird, unberechenbar wie eine Forelle im Bach auf dem Boden des Behälters springe. Daher stamme auch der Spitzname „Rührfisch“, heißt es in einer Pressemitteilung des MPIDS.

Bild des „Rührflohs“ in Rizinusöl. Quelle: MPIDS / r

Die Göttinger Wissenschaftler stellten nun fest, dass der Fisch in einem Behälter, der mit Flüssigkeit gefüllt ist, die ähnlich zähfließend wie Honig ist, nicht mehr herumspringt, sondern in der Flüssigkeit aufsteigt und schwebt. „Wir sind beim Mischen hochviskoser Polymerlösungen auf dieses Phänomen gestoßen und waren fasziniert“, sagt Baldwin, der Erstautor der Arbeit.

Bewegung des schwebenden Rührfischchens

Baldwin analysierte die Bewegung des schwebenden Rührfischchens in einer großen Experimentreihe und stellte fest, dass die Rührfisch-Bewegungen systematisch sind. Der Rührstab wackele hin und her, pumpe Flüssigkeit zur Seite und stabilisiere so seine Position. Interessanterweise werde die Flüssigkeit in die entgegengesetzte Richtung gepumpt, wenn die Viskosität reduziert werde, und der Fisch sinkt, erklärt das MPIDS die Entdeckung Baldwins.

Kyle Baldwin Quelle: MPIDS / r

„Unsere Entdeckung soll das Design von bidirektionalen Flüssigkeitspumpen motivieren, das Verständnis für effektive Schwimmtechniken verbessern und ein neues Schwebeverfahren für die containerlose Lagerung oder den reibungslosen Transport bieten“, erklärte Baldwin. Diese „grundlegende Entdeckung“ könnte nun in der Robotik genutzt werden und neue Möglichkeiten in der Nanotechnologie und Medizin eröffnen, wie zum Beispiel die Bereitstellung leicht steuerbarer künstlicher Mikroschwimmer für eine bessere Diagnostik. „Neue Horizonte, die durch diese Entdeckung eröffnet werden, sind wahrlich atemberaubend“, schwärmen die Wissenschaftler.

Magnetschwebebahn und Science Fiction

Die Idee des Schwebens, des sorglosen Gleitens über der Erdoberfläche, habe Technikneuerungen wie Magnetschwebebahn und unzählige Science-Fiction-Werke, wie Schwebebretter aus der „Zurück in die Zukunft“-Trilogie oder sogar ein übliches Bild einer Hexe, die auf ihrem Besen über ein schlafendes Dorf fliegt, inspiriert, heißt es in einer Mitteilung des MPIDS. Die meisten praxisbezogenen Anwendungen erforderten jedoch entweder hoch spezialisierte teure Geräte oder deutlich unter dem Gefrierpunkt liegende Temperaturen, was sie in unserem täglichen Leben nicht problemlos einsetzbar macht.

Hoverboards in „Zurück in die Zukunft II“

Die jüngste Entdeckung der Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) sei nun „ein bahnbrechender Ansatz“, der das Magnetschweben für ein breiteres Spektrum technischer Anwendungen zugänglich machen werde. Einziger Nachteil: „Dennoch ist es unwahrscheinlich, dass fliegende Besen Realität werden.“ Hoverboards wohl auch nicht.

Von Michael Brakemeier

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