Tarnkappe verhindert Ertasten eines Gegenstands

Tarnkappen wurden in den vergangenen Jahren für verschiedene Zwecke entwickelt. Objekte lassen sich etwa vor Licht, Wärme oder Schall verstecken – wenn auch nur unter ganz spezellen physikalischen Bedingungen. Das Ertasten eines Gegenstands ließ sich bislang zwar erschweren, jedoch nicht verhindern. Das ändert ein Forscherteam um Tiemo Bückmann vom Karlsruher Institut für Technologie nun mit einem neuartigen Material, durch das ein Finger oder ein Messgerät nicht hindurchtasten kann. Ihre Ergebnisse stellen die Wissenschaftler in der Zeitschrift „Nature Communications“ vor.

Tarnkappe aus Metamaterial

Die Grundlage der Tarnkappe bildet ein sogenanntes Metamaterial – eine künstlich hergestellte Struktur mit Eigenschaften, die natürlich nicht vorkommen. Dazu definierten die Forscher zunächst die gewünschten mechanischen Eigenschaften und berechneten am Computer die erforderliche Struktur des Metamaterials. Das Resultat war ein Gefüge aus nadelförmigen Stegen, deren Spitzen zusammentreffen. Auch die Größe der Kontaktpunkte berechnete das Team genau. Bückmann und seine Kollegen setzten ihr Modell schließlich in einen nanometergenau geformten, kristallinen Polymerwerkstoff um. „Hieraus bauen wir eine Struktur rund um den zu versteckenden Gegenstand, in der die Festigkeit auf definierte Weise vom Ort abhängt“, erklärt Bückmann.

In der untersten Lage dieser millimetergroßen Struktur verbirgt sich eine harte Schale, in deren Hohlraum beliebige zu tarnende Objekte platziert werden können. Würde man oberhalb der harten Schale einen leichten Schaum oder Watte schichten, wäre die Schale schwerer zu ertasten, aber noch als Form fühlbar. Erst das Metamaterial führt die Kräfte eines Tastfingers so ab, dass die Anwesenheit der Schale vollkommen getarnt ist.

Momentan fällt die mechanische Tarnkappe zwar noch unter die physikalische Grundlagenforschung. Da sie aber Materialien mit frei wählbaren mechanischen Eigenschaften ermöglicht, so die Wissenschaftler, wären künftig auch interessante Anwendungen denkbar. Beispiele sind etwa sehr dünne, leichte und dennoch bequeme Campingmatratzen oder Teppiche, die darunterliegende Kabel und Rohre verbergen.