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Ringstruktur als Tarnkappe

Neues Metamaterial gegen Schall- und Druckwellen

3/2011

Materie unsichtbar erscheinen zu lassen, ist eines der höchsten Ziele der Wissenschaft. Seit Jahren versuchen Forscher weltweit, mit unterschiedlichen Lösungen die Wellen sichtbaren Lichts zu brechen und umzulenken, damit dreidimensionale Körper für das menschliche Auge nicht mehr wahrgenommen werden können. Die Erfolge sind beachtlich. So sind in 2008 erste Metamaterialien als Verbundstrukturen von Keramiken, metallischen Werkstoffen oder PTFE in den Labors getestet worden, deren nanostrukturierte Oberfläche eine kleinere Wellenlänge aufwies als die der einfallenden Lichtstrahlung. Als Resultat kam es weder zu Reflexionen noch zu einem Brechen der Wellen, wodurch Materie unsichtbar erschien. Bislang waren die Lösungen nur für bestimmte Wellenlängen anwendbar.

 

Eine neue Lösung kommt nun von der University of Illinois, die sich auch für Objekte in größeren Dimensionen nutzen lässt. Ein metallischer Ring mit einem Durchmesser von 10 Zentimetern und 16 konzentrischen Strukturen führt dazu, dass Wellen im Ultraschallbereich zwischen 40 und 80 Kilohertz nicht wahrgenommen werden. Die Geschwindigkeit der Schallwellen wird an der Geometrie der Ringe verändert. Sie breiten sich in der Hohlkammerstruktur aus, werden abgebremst und verschluckt.


Erste Anwendungen sehen die Forscher für militärische oder medizinische Zwecke. So könnte die Ringstruktur in U-Booten bei starkem Wellengang vorteilhaft angewendet werden. Auch Ölplattformen ließen sich vor Naturgewalten schützen. Und Konzerthallen bzw. Fahrzeuge, von denen keine Geräuschbelastung mehr ausgeht, rücken in den Bereich des Möglichen.

 

Bildquelle: University of Illinois

 


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