Extrem dünner Tarnmantel für Rotlicht

Mit streng symmetrisch strukturierten Metamaterialien konnten in den vergangenen Jahren zahlreiche Tarnkappen für Mikrowellen und auch sichtbares Licht verwirklicht werden. Doch waren diese Prototypen in der Regel sperrig und unflexibel. Das gilt nicht mehr für das Tarnmaterial, das nun Forscher der University of California in Berkeley entwickelt haben. Wie sie in der Fachzeitschrift „Science“ berichten, ist ihr Tarnmantel weniger als hundert millionstel Millimeter (Nanometer) dick und kann um beliebig geformte Objekte gelegt werden.

Material aus geschwungenen Wellenbergen, die eingehende Pfeile in einem fast 90 Grad Winkel zurückwerfen.
Tarnkappe für Rotlicht

„Das ist das erste Mal, dass ein dreidimensionales Objekt mit unregelmäßiger Oberfläche im sichtbaren Spektrum unsichtbar wird“, sagt Xiang Zhang vom Labor für Materialforschung an der kalifornischen Universität. Mit seinen Kollegen bearbeitete er dazu eine 80 Nanometer dünne, mehrschichtige Folie aus Gold und Magnesiumfluorid mit lithografischen Methoden. Dabei entstanden auf der Oberfläche viele winzige Goldplättchen, die als Antennen für rotes Licht mit 730 Nanometer Wellenlänge wirkten.

Mit ihrem tarnenden Metamaterial umhüllten sie ein dreidimensionales, einige Mikrometer großes Objekt. Dank der symmetrischen Anordnung der Goldplättchen konnten die Lichtwellen so um das getarnte Objekt herumgeführt werden, als ob es gar nicht vorhanden sei. Der Einfallswinkel des Lichts spielte dabei keine Rolle, so dass auch Objekte mit beliebig geformter Oberfläche getarnt werden konnten.

Zhang und Kollegen sind davon überzeugt, dass mit ihrer Methode auch deutlich größere Tarnmäntel mit einigen Quadratmetern Fläche gefertigt werden können. Die Verfahren für nanostrukturierte Oberflächen stünden dazu bereits mit ausgeklügelten Rolldruckverfahren zur Verfügung. Wie bei vielen anderen Versuchen mit Metamaterialien funktionierte diese Tarnkappe allerdings nur für rotes Licht. Um das Licht aller Wellenlängen im sichtbaren Spektrum beeinflussen zu können, wären viel komplexere, bisher nicht realisierte Strukturen notwendig.

Das hält die Forscher jedoch nicht davon ab, über mögliche Anwendungen für ihre Tarnkappentechnik nachzudenken. Beispielsweise ließe sich mit Linsen aus diesen Metamaterialien das Auflösungsvermögen von optischen Mikroskopen verbessern. In ferner Zukunft könnten nach Meinung der Forscher diese hauchdünnen und selbst kaum sichtbaren Tarnkappen in der Kosmetik einen Zweck erfüllen, um beispielsweise Falten zu verstecken.