Licht steuert Gasmembran

Montag, 2. August 2010, 13:04 • Rubrik Chemie, Physik, Technik.

Amerikanische Physiker haben eine Membran entwickelt, deren Durchlässigkeit für Gas sich mit Lichtpulsen kontrollieren lässt. Violettes Licht öffnet winzige Poren in der Membran, sodass kleine Gasmoleküle von der einen Seite auf die andere gelangen können. Ultraviolettes Licht schließt die Poren wieder.

Eine solche Membran könne vor allem in winzigen Analyseinstrumenten gute Dienste leisten, erklärt Eric Glowacki von der University of Rochester. Da die Ansteuerung berührungsfrei erfolge und keine Verkabelung für Spannungs- oder Wärmepulse nötig sei, könne die Membran als schnell reagierendes Ventil mit besonders kleinen Abmessungen fungieren.

Glowacki und sein Kollege Kenneth Marshall stellen ihre Membran aus einem Plastikscheibchen her, in das sie mithilfe von Neutronen Poren “bohren”, die lediglich einige Tausendstel Millimeter weit sind. Dann behandeln sie das Scheibchen mit einer Lösung, die langgestreckte Flüssigkristallmoleküle und einen Farbstoff enthält und sich förmlich in die Poren saugt.

Der Farbstoff, ein Abkömmling des Azobenzols, enthält eine Doppelbindung zwischen zwei Stickstoffatomen, die wie ein lichtgesteuertes Scharnier funktioniert. In violettem Licht öffnet sich dieses Scharnier und die Farbstoffmoleküle strecken sich. Als Folge richten sich die umgebenden Flüssigkristallmoleküle in Reih und Glied aus, sodass kleine Gasmoleküle zwischen ihnen passieren können. In ultraviolettem Licht krümmen sich die Farbstoffmoleküle dagegen und die Flüssigkristallmoleküle bilden ein chaotisches, undurchdringliches Dickicht.

Forschung: Kenneth L. Marshall und Eric Glowacki, Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester, Rochester, New York

Präsentation auf der Konferenz SPIE Optics and Photonics, San Diego, #7775-15, und Veröffentlichung Advanced Functional Materials, DOI 10.1002/adfm.201000551

WWW:
Laboratory for Laser Energetics, Rochester University
Liquid Crystals
Azobenzol

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