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Leipziger Forscher konstruieren Mikromaschine

Die Illustration veranschaulicht, wie ein Laser das Partikel in einer Flüssigkeit zum Rotieren bringt. Visualisierung: Falko Schmidt / Universität Leipzig

Die Illustration veranschaulicht, wie ein Laser das Partikel in einer Flüssigkeit zum Rotieren bringt. Visualisierung: Falko Schmidt / Universität Leipzig

Laser treibt wenige Mikrometer großes Partikel an

Leipzig/Göteburg, 22. Februar 2018. Eine winzige Maschine von nur wenigen Mikrometern (Tausendstel Millimeter) Durchmesser haben Wissenschaftler nun konstruiert und mit Laserlicht in Gang gesetzt. Das berichtet die Uni Leipzig. Solche Mikromaschinen könnten zum Beispiel eingesetzt werden, um kleinste Flüssigkeitsmengen in einem Miniaturlabor zu mischen oder Medikamente an gewünschte Stellen zu transportieren.

Falko Schmidt. Foto: Uni Göteburg

Falko Schmidt. Foto: Uni Göteburg

Ähnlich einer Dampfmaschine

„Unsere Mikromaschine ist gar nicht so sehr von einer Dampfmaschine verschieden“, erläuterte Falko Schmidt, der an der Uni Leipzig studiert hatte und nun an der Uni Göteburg in Schweden forscht. „Die Energie für den Antrieb liefert ein fokussierter Laserstrahl, der das Partikel und seine Umgebung aufheizt. Gleichzeitig funktioniert der Laser aber auch als optische Pinzette und hält das Partikel in einer stabilen Position in der Flüssigkeit.“

Heizlaser entmischt Flüssigkeiten

Dafür verwendeten die beteiligten Forscher der Unis Leipzig, Göteburg und Bilkent (Türkei) ein mit Eisenoxid beschichtetes und nur wenige Mikrometer großes Teilchen. Dieses Partikel platzierten sie in einer Flüssigkeit aus Wasser und einer organischen Verbindung, einem Lutidin. „Oberhalb einer Temperatur von etwa 34 Grad Celsius entmischen sich diese beiden Flüssigkeiten. Genau diese Temperatur wird durch das optische Heizen eines mit Eisenoxid besetzten Mikropartikels erreicht. Dabei helfen kleine Unterschiede in der Dichte der Eisenoxidpartikel im Mikropartikel, um die Mischung auf einer Seite eher zum Entmischen zu bewegen“, heißt es in der Beschreibung der Uni Leipzig. „Diese Entmischung treibt unsere Maschine voran und lässt das Partikel mit bis zu 1160 Umdrehungen pro Minute in der optischen Pinzette rotieren“, erläuterte Falko Schmidt.

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