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Astronomie|Physik Technik|Digitales

Klein und zäh

Luftbläschen mit Durchmessern von weniger als einem Mikrometer sollten in Flüssigkeiten aufgrund der hohen Oberflächenspannung nicht stabil sein, sind es allerdings über erstaunlich lange Zeiten dennoch. Forscher aus den Niederlanden haben nun herausgefunden, dass die Bläschen sogar kräftigen Ultraschallwellen standhalten können. Wieso dem so ist, liegt weiterhin im Dunkeln. Die Wissenschaftler sind allerdings begeistert, da die Bläschen unter Umständen zur Abschirmung nur weniger Nanometer kleiner elektronischer Schaltkreise eingesetzt werden könnten.

Luftblasen mit einem Durchmesser von nur einhundert Nanometern sind in einer Flüssigkeit einer so hohen Oberflächenspannung ausgesetzt, dass sie zerplatzen sollten, erklärt Detlef Lohse von der Universität von Twente. Der in der Blase herrschende Druck und die Oberflächenspannung müssen sich nämlich die Waage halten, und dieser Druck müsste demnach bei derartig hohen Beträgen die Lösung des Gases in der umgebenden Flüssigkeit einleiten.

Dass dem allerdings nicht so ist und die kleinen Blasen stabil sind, wissen Forscher schon seit mehreren Jahren. Der Grund: Die für theoretische Betrachtungen dieses Stabilitätsproblems eingesetzten Gleichungen sind in der Nanowelt nicht mehr gültig ? allerdings wissen die Forscher noch nicht, wie sie ergänzt werden müssen.

Die Gruppe aus Twente hat nun herausgefunden, dass die Nanobläschen selbst Ultraschallstoßwellen standhalten, die zum Zertrümmern von Nierensteinen eingesetzt werden. In ihrem Experiment bildeten die Forscher zunächst kleine Luftbläschen in einem Wassertropfen auf einer Siliziumoberfläche mittels eines Rasterkraftmikroskops ab. Der Siliziumwafer wurde dann Stoßwellen ausgesetzt, die Druckschwankungen von mehr als sechzig Atmosphären mit sich brachten.

Ein erneutes Abbilden der Oberfläche mit dem Rasterkraftmikroskop zeigte, dass die Bläschen diese extreme Behandlung in der Tat heil überstanden hatten. Sie könnten somit zum Beispiel zum Schutz von winzigen Flüssigkeitskanälen oder gar nanomechanischen Maschinen eingesetzt werden, glauben die Forscher.

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Physical Review Letters, Bd. 98, Artikel 204502 Stefan Maier
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♦ Hy|gro|me|trie  auch:  Hy|gro|met|rie  〈f. 19; Meteor.〉 Messung der Feuchtigkeit von Gasen, bes. Luft … mehr

si|mi|le  〈[–le:] Adv.; Mus.〉 ebenso, in gleicher Weise [ital.]

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