Ingenieurwesen: Mikroskopisch kleine Nerf-Gun funktioniert tatsächlich
Der bekannte Youtuber Mark Rober hat bereits eine riesige Version einer Nerf-Gun entwickelt und gebaut. Nun geht er ins andere Extrem und hat zusammen mit einigen Ingenieuren und Professoren der Brigham Young University (BYU)(öffnet im neuen Fenster) einen winzigen Blaster entworfen. Die Ergebnisse zeigt Rober in einem Youtube-Video(öffnet im neuen Fenster) . Dabei werden Nerf-Guns in drei Größen vorgestellt - vom Millimeter- bis zum Nanometer-großen Modell, das nur noch mit einem Atomrasterkraftmikroskop erkannt werden kann.
Im ersten Schritt ging es zunächst darum, die mehr als 80 Einzelteile des Nerf-Blasters - hier ein Nerf Maverick - zu vereinfachen. Dazu entwickelt ein Forschungsteam ein komplientes System aus einem einzelnen Teil. Darin sind bewegliche Teile wie Federn und Abzug bereits enthalten. Das 3D-Modell konnte anschließend mittels SLA-Drucker, der mit präziser Belichtung UV-Harz härtet, erstellt werden. Die 3D-Dateien stellt das Forschungsteam kostenlos auf Thingiverse(öffnet im neuen Fenster) zur Verfügung.
Zweiter Schritt: Wafer
Das Ergebnis ist eine nur wenige Millimeter große Nerf-Gun, die mit einer Pinzette gespannt und ausgelöst werden muss. Ein im Lauf platzierter Dart fliegt laut Rober etwa einen Meter weit. Allerdings handelt es sich hier um einen Einzelschuss-Blaster. Ein Zylinder wie beim Vorbild würde das Modell zu komplex machen.
Das gleiche Design aus einem Teil konnte allerdings noch weiter verkleinert werden. Diesmal wird der Blaster, der nur noch ein Hundertstel der Größe des Vorbilds erreicht, aus Kohlenstoffnanoröhren hergestellt. Dabei wird zunächst ein Wafer aus Silizium erstellt und dieser als Maske für das Modell verwendet. Wafer werden beispielsweise auch bei der Herstellung von Prozessoren und anderen Chips genutzt.
Die winzige Nerf-Gun kann nur noch unter einem Mikroskop als solche erkannt werden. Mit einer Präzisionspinzette lässt sie sich aber weiterhin spannen und der Auslöser betätigen. Zum Vergleich hat Rober eine Ameise dazugeholt, die unter dem Mikroskop riesig erscheint.
In der dritten Stufe geht das Team einen Schritt weiter und entwickelt einen Nerf-Blaster aus DNA-Strängen. Die wachsen in einem Reagenzglas heran und sind nur noch mit einem Atomrasterkraftmikroskop erkennbar, da sie mit 100 Nanometern Länge kleiner sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Tatsächlich hat das Experiment funktioniert: Viele Tausend kleine Nerf-Blaster sind im Video zu erkennen. Allerdings können diese keine Darts mehr abfeuern.