Kirigami mit Goldfolie

3D-Objekte dank Ionenstrahl

Peking (pte004/17.07.2018/06:15) - Li Jiafang vom Institut für Physik der Chinese Academy of Sciences http://english.cas.cn setzt eine Goldfolie und einen scharf fokussierten Ionenstrahl ein, um erstere kunstvoll einzuritzen und zu einem 3D-Gebilde zu falten. Li und sein Team haben so ein optisches Gerät hergestellt, das linksdrehendes oder rechtsdrehendes polarisiertes Licht erzeugt. Das lässt sich für die optische Datenübertragung nutzen. Bei Kirigami handelt es sich um eine uralte chinesische Kunst. Papier wird eingeschnitten und gefaltet, sodass etwa Tiere entstehen. Das war Lis Vorbild.

Kirigami hält Einzug in Fabrik

Bisher gab es vor allem Versuche, Kirigami zu nutzen, um mechanische Systeme herzustellen. Das war ein schwieriges Unterfangen, das sich nicht in den industriellen Maßstab hieven ließ. Anders beim Nano-Kirigami. Damit ist es jetzt möglich, optische Bauelemente herzustellen - und zwar auf so einfache Art, dass sich die Technik in Produktionsabläufe integrieren lässt.

Die chinesischen Forscher haben den Ionenstrahl nicht nur zum Ritzen der Folie verwendet, sondern auch zum anschließenden Verformen. Die Ionen, die die Folie einfängt, sorgen für eine Veränderung der inneren Struktur, sodass sich Teile davon aufrichten und zu einem 3D-Gebilde formen. Die Produkte des Nano-Kirigami sind Zwitter aus Nanomechanik und Nanophotonik. Das könnte zu einem ganz neuen Forschungsgebiet werden, meint Li.

Gezieltes Formen ist möglich

Die Forscher haben ein theoretisches Modell dessen entwickelt, was in der Goldfolie passiert, wenn sie mit Ionen bombardiert wird. Das ist wichtig, weil es die Möglichkeit bietet, den Ionenstrahl so zu lenken, dass gewünschte Verformungen auftreten. In früheren Versuchen ging es ausschließlich auf der Grundlage von Intuition. Das Konzept könne zu neuen Produkten führen. Denkbar sind Nanostrukturen für Sensoren, Computer, elektromechanische Systeme - das sind mechanische Einheiten mit elektrischem Antrieb - und Geräte für die Biomedizin.

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