Bei Wärme tauchen Nanokügelchen kontrolliert durch eine Kunststoffoberfläche auf - ein reversibler Prozess für schaltbare Sensoren und wiederverwendbare Strichcodes

Raleigh (USA)/Melbourne (Australien) - Nanoforscher gewinnen zunehmend die Kontrolle über ihre winzigen Partikel. Nun gelang es einem Team an der North Carolina State University in Raleigh, auf Knopfdruck winzige Nanonoppen auf einer Oberfläche entstehen und wieder verschwinden zu lassen. Wie sie in der Fachzeitschrift "Nano Letters" berichten, könnten solche schaltbaren Nanostrukturen für wiederverwendbare Strichcodes oder empfindliche Wärmesensoren mit hoher Ortsauflösung genutzt werden.

"Diese speziellen Kern-Hülle-Teilchen sind geformt wie Squash-Bälle aus zwei verschiedenen Kunststoffen", sagt Richard Spontak. Zusammen mit Kollegen von der University of Melbourne verteilte er die etwa 30 millionstel Millimeter kleinen Kügelchen aus Polymethylmethacrylat in einer Schmelze aus dem gleichen Kunststoff. Nach dem Abkühlen deponierten sie auf diesem Plastikfilm eine dünne Schicht aus Polystyrol. Wird dieses Komposit-Material nun lokal aufgeheizt, verändert sich die Oberflächenspannung des Materials. Die Folge: Die Nanokügelchen können aufsteigen und drücken winzige Erhebungen in die Polystyrol-Schicht. Erneut Wärme ausgesetzt, tauchen die Kügelchen wieder ab und die Nanonoppen an der Oberflächen verschwinden.

"Mit dieser Technik können wir die Partikel genau an den Stellen platzieren, wo wir wollen", erklärt der beteiligte Forscher Jan Genzer. Bisher existieren aus diesen schaltbaren Kunststofffolien zwar nur kleine Labormuster, doch hoffen Spontak und Genzer auf zahlreiche Anwendungen für ihren günstig herstellbaren Werkstoff. So könnten aufsteigende Noppen mit hoher Ortsauflösung Temperaturveränderungen anzeigen, oder zu wiederverwendbaren Identifikationsmustern vergleichbar mit den heute genutzten Strichcodes führen.