Metamaterial: US-Forscher entwickeln Tarnkappe für sichtbares Licht

Sich unsichtbar machen, einfach verschwinden: US-Forscher haben eine Tarnkappe entwickelt, in die sich ein beliebiges dreidimensionales Objekt einwickeln lässt. Vorausgesetzt, es ist klein genug.

Artikel veröffentlicht am 21. September 2015, 17:57 Uhr, Werner Pluta

Schematische Darstellung der Tarnkappe: Licht wird um ein Objekt herumgeleitet. (Bild: UC Berkeley)

Ein Metamaterial, das Gegenstände im sichtbaren Licht verschwinden lässt, haben Forscher der Universität von Kalifornien in Berkeley entwickelt. Die Objekte, die die Tarnkappe unsichtbar macht, können eine beliebige Form haben - allerdings nur eine geringe Größe

Die Tarnkappe besteht aus einem Metamaterial, welches Licht, das auf ein Objekt auftritt, nicht reflektiert, sondern um den Gegenstand herumleitet. Seine optischen Eigenschaften erhält ein solches Material aus seiner physikalischen Struktur und aus der chemischen Zusammensetzung. In der Natur kommen solche Materialien nicht vor.

Getarntes Objekt hat Beulen und Dellen

Dieses Metamaterial besteht aus kleinen Blöcken aus Gold-Nanoantennen. Es ist nur etwa 80 Nanometer dick, elastisch und legt sich wie eine Haut um ein Objekt. Dadurch passt es sich auch einem unregelmäßig geformten Objekt an und macht es unsichtbar. Die Forscher haben das an einem dreidimensionalen Gegenstand von der Größe mehrerer Zellen mit Beulen und Dellen getestet.

Die Wissenschaftler um Xiang Zhang beschäftigen sich schon seit mehreren Jahren mit Metamaterialien. Frühere Entwicklungen waren jedoch noch unhandlich und nicht komplett unsichtbar: Zwar war nicht zu erkennen, was das Metamaterial verbarg, aber die Tarnkappe selbst war gegen den Hintergrund auszumachen. Das ist bei der neuen nicht mehr der Fall.

Tarnkappe lässt nur kleine Objekte verschwinden

"Es ist das erste Mal, dass ein 3D-Objekt mit einer beliebigen Form von sichtbarem Licht verhüllt wurde", sagt Projektleiter Zhang. "Unser ultradünner Umhang sieht nun aus wie ein Mantel." Nachteil ist allerdings, dass es derzeit nur möglich ist, Objekte in kleinem, mikroskopischem Maßstab verschwinden zu lassen. Das Material solle sich jedoch vergrößern lassen, um auch makroskopische Objekte darunter zu verstecken, schreiben die Forscher in der Fachzeitschrift Science.

Anwendungen gibt es nach Angaben der Forscher viele: In erster Linie kann das Metamaterial zur Tarnung eingesetzt werden. Mit seiner Hilfe könnten zudem hochauflösende optische Mikroskope und superschnelle optische Computer konstruiert werden.