Thermosensor: Schmetterlingsflügel macht Wärme sichtbar

US-Forscher haben einen neuartigen Infrarotsensor entwickelt. Vorbild war der Flügel eines Schmetterlings, dessen Strukturen infrarotes Licht so reflektieren, dass es sichtbar wird.

Artikel veröffentlicht am 14. Februar 2012, 15:59 Uhr, Werner Pluta

Morpho-Falter: tannenbaumförmige Nanostrukturen (Bild: GE Global Research)

Die Flügel des Morpho sulkowskyi, eines in Südamerika vorkommenden Schmetterlings, sind eher durchscheinend. Aus einem bestimmten Winkel betrachtet, irisieren sie ins Blaue. Verantwortlich dafür sind nanometergroße, tannenbaumförmige Strukturen des Flügels. Diese Schuppen können aber auch Wärme sichtbar machen, haben US-Forscher herausgefunden.

Wenn infrarotes Licht - also Wärmestrahlung - auf die Nanostrukturen fällt, dehnt sich das Chitin, aus dem sie bestehen, aus. Entsprechend werden die Abstände zwischen den Stämmen und Ästen der Tannenbaumstrukturen größer. Dadurch wiederum verändert sich die Längenwelle des Lichts, das sie reflektieren, so, dass das Licht sichtbar wird.

Um den Effekt zu verstärken, beschichteten die Forscher vom GE Global Research, der Forschungsabteilung des US-Konzerns General Electric (GE), den Flügel mit einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen (Single-Walled Carbon Nanotubes, SWNTs). Diese Nanoröhrchen erhöhen die Fähigkeit des Schmetterlingsflügels, Wärme zu absorbieren. Dadurch könnte dieser Temperaturänderungen von 0,02 Grad Celsius erkennen, schreiben die Wissenschaftler um Andrew Pris im Fachmagazin Nature Photonics.

Nach diesem Prinzip könnten künftig Wärmebildsensoren gebaut werden, sagt Radislav Potyrailo, Projektleiter bei GE Global Research. Solche Sensoren würden nicht nur bessere Bilder liefern, sie seien auch schneller und empfindlicher, sie brauchten weniger Energie und seien günstiger herzustellen. Bis solche Sensoren serienreif sind, werde es aber noch gut fünf Jahren dauern, schätzt Potyrailo.