Mit Schall Dinge schweben lassen

14.01.2014

Dieses Bild zeigt eine fluoreszierende Emission einer Chemikalie. © Daniele Foresti

Es klingt ein wenig wie Zauberei, ist es aber nicht: Durch "Akustophorese" können feste Teilchen und kleine Tropfen Flüssigkeit mit nichts als Schall zum Schweben gebracht werden. Von Roland Fischer

Und das dank einer neuen, an der ETH Zürich entwickelten Apparatur auf so gut kontrollierbare Weise, dass sich eine ganze Reihe von Anwendungsgebieten für die Technik eröffnet – vor allem für die Chemie und die Pharmazie bietet die futuristische Methode ein vielversprechendes Experimentierfeld.

Akustophorese nutzt stehende Schallwellen, wie sie sich in einem Resonator bei passenden Frequenzen bilden. In solchen sich nicht ausbreitenden Schallfeldern suchen sich Objekte immer das "Auge im Sturm", Orte, an denen die Druckschwankungen gering sind. Manipuliert man das Feld raffiniert genug, kann man diese "Wohlfühlzonen" beliebig verschieben und mit ihnen die dort gefangenen Objekte. Die neue von Daniele Foresti entwickelte Apparatur vermag nun erstmals mehrere Objekte oder Substanzen gleichzeitig zu bewegen, so dass beispielsweise chemische Reaktionen ohne Kontakt mit einem Behälter möglich werden. Die Apparatur besteht aus einem Raster aus briefmarkengrossen Metallblöcken, die von Piezokristallen in Schwingungen versetzt werden.In einem nächsten Schritt möchten die Forscher das System so weit stabilisieren, dass auch nichtspezialisierte Anwender es bedienen können. Zudem arbeiten sie daran, Flüssigkeiten und Partikel künftig auch vertikal zu bewegen; derzeit sind die Feldmanipulationen noch auf die Horizontale beschränkt.

Film “Acoustic levitation: Chemical reaction lifted by sound”

 



Film “Juggling with acoustic levitation - Bifolco/Carezza di pugile”

 



Film "Acoustic Levitation: Acoustophoretic Waltz"

 

(Aus "Horizonte" 99, Dezember 2013)