Forscher der Universität Jena haben eine wenige Millimeter große optische Linse entwickelt, deren Lichtbrechungsverhalten sich ändert, wenn Gas anwesend ist. Wie das Team im Fachblatt Nature Communications berichtet, wird das "intelligente" Verhalten der Mikro-Linse durch neuartiges Hybridglas-Material ermöglicht. Es sorgt dafür, dass Licht stärker oder schwächer gebrochen wird, je nachdem, ob in ihm Gas absorbiert wird oder nicht.

Die Molekülstruktur der Linse besteht nach Angaben der Studienautoren aus einem dreidimensionalen Gitter, in dessen Hohlräumen Gasmoleküle aufgenommen werden können. Die dafür verwendeten metallorganischen Gerüstverbindungen werden bereits "als Materialien zum Speichern oder Trennen von Gasen erforscht und entwickelt", wie Studien-Erstautorin Oksana Smirvona erklärt. Die Herausforderung für das Team um den Glaschemie-Professor Lothar Wondraczek bestand in der Glasformgebung der speziellen Materialien. Die Lösung sah so aus, dass das geschmolzene Material in eine 3D-gedruckte Negativform gepresst wurde.

Wondraczek zufolge sind mit neuen Verfahren vielfältige Formen und Geometrien denkbar, die über die Anwendung als Mikro-Linsen hinausgehen. So wären beispielsweise "logische Schaltungen" vorstellbar, wo bei gleichzeitigem Lichteinfall und Gas-Absorption in der Linse Licht auf eine ganz bestimmte Art gebrochen wird, was dann eine kombinierte Rückmeldung auslöst. Möglich wären demnach auch Membranen zur Gastrennung, deren optische Eigenschaften sich ändern, wenn sich Gasmoleküle in ihnen befinden. Solche optischen Bausteine ließen sich beispielweise in der Sensorik einsetzen und könnten Messverfahren effizienter, platzsparender und "intelligent" gestalten.

(dn)