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Polymere auf Wanderschaft

Wie Physiker Polymeren mit Laserlicht auf die Sprünge helfen

Zu Polymer-Dompteuren sind Ullrich Pietsch und seine Mitarbeiter Thomas Geue, Oliver Henneberg und Marina Saphiannikova im Insti­tut für Physik geworden. Denn mit Hilfe von Laserlicht können sie Poly­mere zum wandern bringen. Das Ergebnis: Berge und Täler im Poly­merfilm, die mit bloßem Auge zu erkennen sind. Erste Anwender aus

Prof. Ullrich Pietsch, Oliver Henneberg und Dr. Thomas Geue (vl.n.r.) befinden sich häufig am optischen

der Industrie stehen schon bereit.

n ihren Experimenten nutzen die Wissen­I schaftler einander überlagerte Laserstrahlen,

um speziellen, kammförmigen Polymeren „Beine zu machen“. Unter Einfluss von blauem Licht beginnen einzelne Gruppen oder größere Segmente der Polymere zu wandern und ordnen sich so an, dass in der Polymerschicht Berge und Täler entstehen. Deren Form und Breite ist durch das Helligkeitsmuster des Laserlichtes- Physi­ker sagen Interferenzbild dazu— festgelegt. Die Höhendifferenz kann mehrere 100 Nanometer betragen. Es entstehen Strichmuster, die schon mit bloßem Auge zu erkennen sind.

Bekannt ist, dass das Azobenzen-Molekül, welches in den untersuchten Polymeren einge­baut ist, unter Beleuchtung mit blau-grünem Licht entweder die Form eines Stäbchens oder die eines Winkels einnehmen kann. Bei Bestrah­lung mit weißem Licht schaltet es permanent hin und her. Dieses Verhalten macht das Material offenbar weich.„Wieso aber die Polymere bei Laserbestrahlung solch große Erhebungen bil­den, hat bis heute noch kein Mensch verstan­den“, sagt Ullrich Pietsch. Immerhin kann die Höhendifferenz zwischen Bergen und Tälern etwa so groß wie die der Dicke des Polymerfilms selbst werden.

Bekannt war bisher auch, dass der Farbstoff bei Beleuchtung die oben beschriebenen Muster bildet. Pietschs Arbeitsgruppe konnte jedoch das Verfahren so weiter entwickeln, dass die Linien­Struktur zwar vorhanden bleibt, aber mit bloßem Auge nicht mehr zu erkennen ist. Dieses mitt­lerweile patentierte Verfahren hat bereits Inter­essenten in der Wirtschaft gefunden. Wenig spektakulär, aber dafür von großem praktischen Wert, planen sie, solche Muster als unsichtbare Strichcodes oder in der Produktzertifizierung zu nutzen.„Damit könnten zum Beispiel Original­Ersatzteile für Flugzeuge und Autos zertifiziert

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werden oder für andere Geräte, bei denen von der Verwendung von Originalteilen Garantieleis­tungen im Schadensfall abhängig sind“, erklärt Pietsch. Dieser„Stempel“ mache die Originaltei­le von billigen Fälschungen unterscheidbar und damit— wenigstens für eine Zeitlang— fäl­schungssicher.

Auch für die Grundlagenforschung sind die oben genannten Polymerstrukturen interessant. Sie können als so genannte optische Gitter ein­gesetzt werden, die aus einem„weißen“ Licht­strahl Licht einer bestimmten Wellenlänge aus­filtern.„Wenn Sie solche Gitter mit den heute üblichen Verfahren herstellen, geschieht das in einem Prozess mit vier Einzelschritten und mit viel Chemie“, sagt Geue.„Wir brauchen dazu bloß Licht“. urs

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Messplatz, um hier weiter in die Geheimnisse der Polymere vorzudringen.

Foto: Fritze