Sonnenlicht heizt Nanoröhrchen lokal auf und senkt im Wasser die Oberflächenspannung

Boote mit Lichtantrieb

Berkeley (USA) - Ganz ohne Strom, Wind oder Diesel kommt ein neuer Bootsantrieb aus, den Wissenschaftler an der University of California in Berkeley entwickelt haben. Allein durch einfallendes Laser- oder fokussiertes Sonnenlicht konnten sie ein Miniatur-Boot auf eine Geschwindigkeit von acht Zentimetern pro Sekunde bringen (288 Meter pro Stunde). Verantwortlich dafür ist die reduzierte Oberflächenspannung des Wassers rund um den Einstrahlungsbereich des Sonnenlichts. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift "Journal of the American Chemical Society" berichteten, könnte dieser Lichtantrieb für Laborgeräte zur Analyse von Flüssigkeiten genutzt werden. Aber auch die Anwendung in größeren Booten wollen sie nicht ausschließen.

"Wir denken, auf dem richtigen Weg zu sein, da die Oberflächenspannung sehr kraftvoll ist", sagt Alex Zettl, Berkeley-Professor für Festkörperphysik. Zusammen mit dem Chemiker Jean M. J. Fréchet montierte er an den Prototyp ihres Lichtboots ein kleines Kunststoffteil, in das senkrecht angeordnete Nanoröhrchen aus Kohlenstoff eingelagert wurden. Fiel darauf nun Sonnenlicht, heizte es sich rasch auf. Durch die Erwärmung wurde die Oberflächenspannung des Wassers rund um diesen Punkt abgesenkt. Die umgebende, kältere Flüssigkeit strebte nun danach, die ursprüngliche Oberflächenspannung wiederaufzubauen, und trieb das Boot dadurch vorwärts.

Mit dem gleichen Prinzip gelang auch der Bau eines kleinen Unterwasser-Propellers. Auf einer Seite der Propellerblätter absorbierte wieder ein Nanoröhrchen-Kunststoff das einfallende Licht. Durch den entstehenden Unterschied der Oberflächenspannung konnten bis zu 70 Umdrehungen pro Minute erreicht werden. Solche direkt mit Licht angetriebenen Minipropeller könnten nun für winzige Pumpen in Laborgeräte für die Analyse von Flüssigkeiten genutzt werden. Gelingt es jedoch, diesen Lichtantrieb auch auf größere Propeller zu übertragen, könnten auch kleine, leichte Boote als Sonden für Gewässeruntersuchungen oder für den Spielzeugmarkt entwickelt werden.