Forscher der Hebräischen Universität in Jerusalem haben eine clevere Methode zur Herstellung dreidimensionaler geometrischer Körper entwickelt. Das Verfahren gleicht in gewisser Weise der bekannten japanischen Origamitechnik, bei der aus einem flachen Stück Papier durch Falten ein dreidimensionales Gebilde entsteht. In Pilotexperimenten konnten die Forscher so eine Reihe von Figuren herstellen, die wie Kartoffelchips oder kleine Sombreros geformt waren.
Ausgangspunkt der von Eran Sharon und seinen Kollegen entwickelten Methode war eine flache Scheibe aus einem Gelee, deren Abmessungen etwa der eines Glasuntersetzers entsprachen. Die Forscher brachten dann in bestimmten Regionen der Oberfläche eine chemische Substanz auf, die die thermischen Eigenschaften des Gelees lokal veränderte. Als die Temperatur der Scheibe dann mittels eines Wasserbads auf etwa 40 Grad Celsius gebracht wurde, zog sich das Gelee unterhalb der behandelten Oberflächenregionen zusammen.
Auf diese Weise wurde die flache Scheibe also zu einem dreidimensionalen Gebilde verformt. Die Schwierigkeit bestand nun darin, aus der gewünschten dreidimensionalen Form die zweidimensionale Konzentrationverteilung der die Verformung auslösenden Chemikalie zu ermitteln. In der Mathematik spricht man von der Lösung eines “inversen Problems” ? das Ausgangsprodukt, in diesem Falle das dreidimensionale Gebilde, steht fest, und die zu dessen Herstellung nötigen Rahmenbedingungen müssen berechnet werden.
Sharon zeigt in seiner Studie, dass dies mithilfe von mathematischen Methoden aus der Differentialgeometrie bewerkstelligt werden kann. Auf diese Weise gelang es, einfache dreidimensionale Strukturen herzustellen, wie etwa gekrümmte Oberflächen oder hutähnliche Gebilde. Die Forscher wollen ihr Verfahren nun verfeinern und auch untersuchen, ob es sich zur Herstellung mikroskopisch kleiner Objekte eignet.
Science, Band 315, Seite 1116 Stefan Maier
