Eine Forschergruppe der Ungarischen Akademie der Wissenschaften hat einen mit Licht angetriebenen Propeller mit Abmessungen im Mikrometerbereich entwickelt. Mittels einer optischen Laserpinzette kann sowohl die Geschwindigkeit als auch die Drehrichtung des Rotors variiert werden. Der Mikropropeller soll unter anderem zur Analyse großer Biomoleküle sowie zur Herstellung von optisch angetriebenen Mikropumpen eingesetzt werden.
Die Wissenschaftler um Pal Ormos erzeugten den Mikropropeller durch Polymerisation eines organischen Klebstoffes mittels eines fokussierten Laserstrahls. Der Propeller wurde anschließend mit einer Variante einer sogenannten ?optischen Pinzette? manipuliert: Durch Fokussierung eines infraroten Laserstrahls (Wellenlänge 994 Nanometer) mittels eines lichtstarken Objektivs erzeugten die Forscher ein optisches Potential, in dem der Rotor durch elektrische Dipolkräfte eingefangen wurde.
Ein Teil des Impulses des Laserlichts konnte so auf den Mikropropeller übertragen und dieser damit in Rotation versetzt werden. Die Rotationsfrequenz war dabei proportional zu der Intensität des Lasers ? eine Intensität von 20 Milliwatt führte so etwa zu einer Rotationsfrequenz von zwei Umdrehungen pro Sekunde.
Der Clou dieser Demonstration eines optisch angetriebenen Propellers ist allerdings die von den Forschern erzielte Kontrolle über die Rotationsrichtung des Rotors mittels einer Änderung des Brennpunkts der optischen Pinzette: Der Rotor drehte sich im Gegenuhrzeigersinn, wenn er sich zwischen Objektiv und Brennpunkt befand, und im Uhrzeigersinn, wenn er über dem Brennpunkt lag. Die Forscher konnten dieses überraschende Ergebnis mittels einer genauen Impulsanalyse verdeutlichen. Ihre Arbeit wird in einer der nächsten Ausgaben der Applied Physics Letters abgedruckt werden.
Stefan Maier
