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GEO Magazin Nr. 04/09 Seite 1 von 1


Forschung: Werkstoff Licht

In Projekten der Fraunhofer-Institute wird Licht für vielfältige Aufgaben eingesetzt: von der Energiegewinnung bis zur Seelenmassage

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© Thomas Ernsting/ Bilderberg
Algenmelkmaschine
Es ist ein Tauschgeschäft: Die Forscher der Subitec GmbH in Stuttgart geben ihren Mikroalgen Wasser, Kohlendioxid, Nährstoffe - und ganz viel Licht, aus dem die Plankton- Zellen mittels Photosynthese Energie gewinnen. Im Gegenzug erhalten die Menschen von den Algen wertvolle Inhaltsstoffe für Kosmetika, Medikamente und Nahrungsmittel. Zum Beispiel Omega-3-Fettsäuren. Oder natürliche Farbstoffe wie Astaxanthin, das dem Futter von Zuchtlachsen zugesetzt wird, um ihrem Fleisch die für frei schwimmende Lachse typische Rottönung zu geben. Wenn alle Wertstoffe "abgeerntet" sind, wird die restliche Biomasse der Algen zu Biogas verarbeitet
© Thomas Ernsting/ Bilderberg
Blaumachen im Grünen
In der Firma der Zukunft sind die Pausen ein Genuss: In speziell ausgestatteten Ruheräumen, untermalt von sanften Klängen, sorgt wohltuende Beleuchtung für die Regeneration von Körper und Geist. Die Erholung soll sich aber möglichst schnell einstellen und die Angestellten rasch zur Weiterarbeit motivieren. Unter welchen Bedingungen dies am besten gelingt, wird am Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation in Stuttgart getestet. Blau zum Beispiel, so behaupten kanadische Wissenschaftler, rege die Kreativität an. Doch ganz so simpel ist der Zusammenhang von Licht und Leistung nicht. Je nach kulturellem Hintergrund reagieren Menschen unterschiedlich auf denselben Farbton. Während etwa Deutsche Gelb als Farbe des Neides ansehen, gilt es Asiaten als Symbol der Glückseligkeit
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Strahlen fürs Strahlen
Die Qual, für Zahnabdrücke eine unangenehme Paste im Mund erdulden zu müssen, wird wohl bald ein Ende haben. Möglich machen soll dies ein Scanner, der in Jena am Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik entwickelt worden ist. Das Instrument ermittelt die Gebissform bis auf wenige Mikrometer genau. Dazu projiziert es feinste Lichtstreifen auf die Zahnoberfläche. Die Streifen legen sich über den Schmelz und krümmen sich dabei an jeder noch so kleinen Erhebung. Der Scanner misst diese Verformung des Lichts und berechnet daraus die exakte Zahnkontur. Mit diesen Daten kann eine Maschine perfekten Zahnersatz fräsen. Selbst wenn der Bediener des Scanners nicht perfekt arbeitet: Das Gerät ist so schnell, dass ein Verwackeln die Messung nicht stört
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Scharfe Lasershow
Noch füllt der neuartige Laserprojektor einen kompletten Laborraum an der Universität Jena aus - aber bald soll die Anlage auf die Größe eines Mobiltelefons schrumpfen. Per Knopfdruck wird sie dann Bilder in bislang ungekannter Schärfentiefe auf eine Fläche projizieren. Als "Laser-Dia" dient dabei ein Hologramm, das zuvor mit einem Elektronenstrahl auf eine Glasscheibe geschrieben worden ist. Durch eine ähnliche Technik - "Spatial Light Modules" - wollen Forscher solche Hologramme bald viel schneller erzeugen. Dann ließen sich sogar bewegte Laserbilder in Echtzeit herstellen und auch als Daten versenden, zum Beispiel für eine Videokonferenz mit lebensechten Projektionen der Verhandlungspartner
© Thomas Ernsting/ Bilderberg
Urzellen der Moderne
Auf einer Sterilbank des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg prüfen Forscher die Stromausbeute von Solarzellen, die mit verschiedenen organischen Chemikalien beschichtet sind. Die Wissenschaftler wollen effizientere Wege finden, um Licht in elektrische Energie zu verwandeln. Und sie wollen neue Anwendungsfelder erschließen: Bei den "organischen Solarzellen" etwa ersetzt biegsames Halbleitermaterial die steifen Siliziumplatten herkömmlicher Module. Solche "weichen" Zellen lassen sich in Kleidungsstücke einnähen - als Kleinkraftwerke für unterwegs. Andere Photovoltaik- Bauteile haben die Forscher mit Farbstoffen versehen: Auf Fenster geklebt, dienen sie als Stromlieferanten und Sonnenschutz zugleich
© Thomas Ernsting/ Bilderberg
Am Puls der Materie
Jede chemische Verbindung hat einen "optischen Fingerabdruck". Um den am Bildschirm zu studieren, benutzen die Forscher am Fraunhofer Institut in Jena gebündeltes Licht. Sie beschießen eine Materialprobe mit Laserstrahlen, um ihr ein charakteristisches Spektralmuster zu entlocken, im Bild das von Quarz. Ändert sich die Struktur eines Stoffes, etwa während einer chemischen Reaktion, lässt sich mit dieser Methode sogar deren Ablauf verfolgen: In jedem Stadium des Prozesses erzeugt der Laserbeschuss ein anderes Farbmuster. Weil sich chemische Reaktionen sehr schnell abspielen, müssen die Lichtblitze für solche Aufnahmen ultrakurz sein - im Bereich von Femtosekunden. Zum Vergleich: Ein Jet legt bei dreifacher Überschallgeschwindigkeit in 100 Femtosekunden nur die Strecke eines Atomdurchmessers zurück
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