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Wiener Forscher bringen Nanorotoren zum Fliegen

"Obwohl diese Teilchen zehn Millionen mal kleiner sind und sich über eine Millionen mal schneller drehen als die Rotorblätter eines Hubschraubers, können wir ihre Bewegung nicht nur sichtbar machen, sondern durch intensives Laserlicht sogar manipulieren", wird Erstautor Stefan Kuhn von der Fakultät für Physik der Universität Wien, in einer Aussendung zitiert. Aufgrund der asymmetrischen Form der Stäbchen wurden im Rahmen des Projekts unter Mitwirkung von Forschern der Uni Wien, der Tel Aviv University und der Universität Duisburg-Essen bis zu dreimal stärkere Kräfte beobachtet, als man etwa für runde Teilchen gleicher Masse erwarten würde.

Hergestellt wurden die Nanoteilchen an der Universität von Tel Aviv. Aus der Oberfläche eines Silizium-Plättchens wird ein "Wald" aus stehenden Stäbchen geätzt, deren Dicke rund 200 Mal dünner ist als die eines menschlichen Haares. Eigens erzeugte Sollbruchstellen lassen die Stäbchen im Wiener Quantenlabor durch Laserimpulse auf der Rückseite der Plättchen abbrechen. Die abgelösten Teilchen fliegen dann in einer Vakuumapparatur durch einen optischen Resonator, der infrarotes Laserlicht auf eine Leistung von mehreren hundert Watt verstärkt.

Die frei fliegenden und rotierenden Nanoteilchen streuen abhängig von ihrer Position und Orientierung einen Teil des Lichts. Das erlaubt es, die Bewegung jedes einzelnen Teilchens in Echtzeit mit der Auflösung von einer Millionstel Sekunde zu verfolgen. Zusätzlich übt das Licht Kräfte auf die Bewegung der Teilchen aus, wodurch deren Geschwindigkeit und Bewegung beeinflusst werden können.

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