Nanotechnologie voor zintuigen

Nanotechnologie brengt niet alleen voor technische toepassingen uitkomst. Ook voor de mens komen geheel nieuwe mogelijkheden binnen bereik. Onderzoekers van diverse Fraunhofer-insituten werken aan tech-nologieën om de fantasie en belevingswereld van de mens te prikkelen.

Het verkrijgen van wit licht zonder kleureffecten langs de rand was een bijna onoplosbaar technisch probleem. Het ontstaat als men de complementaire kleuren rood, groen en blauw mengt. Bij de klassieke beamer-techniek ontstond echter ongewenste lichtbreking, wat een bonte sluier langs de projectierand opleverde.

Wit licht

De onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg hebben een techniek ontwikkeld, die niet alleen prachtige kleuren oplevert maar ook zuiver wit licht. Kleine rode, blauwe en groene lichtdioden op een zeer kleine oppervlak leveren het licht, dat door middel van een concentrerend optiek wordt gebundeld en daarna door nano-structuren van het zogeheten Ormocer-optiek wordt gehomogeniseerd.

Ormocere is een ideaal materiaal voor de vervaardiging van een micro-optiek. Het is niet alleen een uitstekende lichtgeleider maar ook gemakkelijk te verwerken. Het is niet zo bros als glas en niet zo zacht als een polymeer. Het is opgebouwd uit een composiet van anorganische en organische bestanddelen, die op moleculair niveau zijn vervlochten. Met dit materiaal zijn zaken te realiseren, die tot een paar jaar geleden ondenkbaar waren: ultravlakke en ultrakleine optieken voor een microcamera of een beamer die in de broekzak past.

Het ontwerp van de nieuwe optieken is ontwikkeld door experts van het Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) in Jena. Dankzij de nauwe samenwerking tussen de twee Fraunhofer-instituten is het gelukt om een tandem-array te ontwikkelen, een tweezijdig en symmetrisch ten opzichte van elkaar opgesteld microlenssysteem. Hiermee is het licht van de lichtdioden exact op een punt en zonder bre-kingsfouten is te projecteren.

Pratende lak

Nanotechniek maakt ook dingen hoorbaar, die tot nog toe door niemand konden worden waargenomen: temperatuurveranderingen bijvoorbeeld. Een nieuwe lak, ontwikkeld door onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart, zorgt ervoor dat oppervlakken geluid geven als ze warmer of kouder worden.

In de lak bevinden zich koolstof nanobuisjes die elektrisch geleidend zijn. Is een oppervlak voorzien van deze laklaag, dan kan deze door het aansluiten van een spanning opwarmen. De temperatuursverandering is hoorbaar doordat de aangrenzende lucht in trilling geraakt.

Dit is echter slechts een van de vele innovatieve toepassingen. De laklaag is ook geschikt om gecompliceerde oppervlakvormen en grote vlakken te verwarmen. In de toekomst is aan een toepassing te denken als multi-functionele laag voor verwarming, als weerstandsensor of als transparante laag voor kleurendisplays.

En er is meer

In de Fraunhofer-Gesellschaft werken 59 instituten samen. Het kennisgebied loopt van materiaal via technologie en design tot aan het productieproces. Zo werkt het ISC aan een spectrum aan optische mate-rialen - van glas tot Ormocer en de bijbehorende nanotechnologie tot aan kunststoffen. Het IOF verzorgt de aansturing van nauwkeurig optische design en microtechnologie. Het Fraunhofer-Institut für Elektronen-strahl- und Plasmatechnik (FEP) in Dresden ontwikkelt fysieke afdektechnieken. Het Fraunhofer-Institut für Keramische Techno-logien und Systeme (IKTS), eveneens in Dresden, ontwikkelt bewer-kingsprocessen zoals het persen van optisch glas of het coaten met behulp van nano lithografie.

• website van Fraunhofer-Gesellschaft