IBM schrumpft das Ampelmännchen

Mit mikroskopisch kleinen Nachbildungen des populären Signals will IBM die Leistungsfähigkeit neuer Nanodrucktechnik unter Beweis stellen.

Forscher aus dem IBM-Labor Zürich/Rüschlikon haben ein stehendes Ampelmännchen aus Nanostäbchen konstruiert, das nur 50 μm x 60 μm klein ist – rund 2.500 mal kleiner als das Original an der Fußgängerampel

Dr. Heiko Wolf, Leiter des Projektes bei IBM Research in Zürich

Wissenschaftlern des IBM Forschungszentrums Zürich ist es in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich erstmals gelungen, mit einer neuartigen Nanodrucktechnik so genannte Nanostäbchen mit einer Größe von jeweils 25x80 Nanometern in gezielter Längs- und Querausrichtung auf einer Oberfläche anzuordnen.

Dabei konstruierten sie aus entsprechend ausgerichteten Gold-Nanostäbchen ein stehendes und ein gehendes Ampelmännchen, die beide rund 2.500 mal kleiner sind als das Original der Verkehrsanlagen. Das Verfahren kann in Zukunft beispielsweise beim Fälschungsschutz für wertvolle Produkte wie Uhren, Schmuck oder Kunstwerke eingesetzt werden.

Die Forscher haben dazu einen Nano-Anordnungs- und -Druckprozess entwickelt, der das Drucken beliebiger Muster mit Einzelpartikelauflösung möglich macht. In der nun vorgestellten Arbeit können sie erstmals zeigen, dass längliche Nanostäbchen mit gezielter gleichförmiger Ausrichtung - längs oder quer - mit dem Verfahren angeordnet werden können. Ihre oft einzigartigen Eigenschaften bleiben dabei erhalten. „Wir nutzen in einem ersten Schritt die Oberflächenspannung von Wasser und eine nanostrukturierte Schablone, um die Stäbchen anzuordnen“, erklärt Dr. Heiko Wolf, Leiter des Projektes bei IBM Research - Zürich. „Anschließend können sie dann durch ein Druckverfahren auf eine beliebige Fläche übertragen werden."

Nanostäbchen haben oft einzigartige Eigenschaften und sind deshalb interessant, weil sich bei ihnen Eigenschaften in Abhängigkeit zu ihrer Ausrichtung nutzen lassen. Bei den in den Experimenten verwendeten Gold-Nanostäbchen können beispielsweise die optischen Eigenschaften gezielt verwendet werden. Betrachtet man die Stäbchen durch einen Polarisationsfilter, verändert sich die Farbe des Lichts in Abhängigkeit der Ausrichtung der Stäbchen relativ zum Filter. So konnten die Forscher das rote, stehende sowie das grüne, laufende Ampelmännchen darstellen.

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Bildquelle: IBM / ® Ampelmann GmbH