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Technik: Kapillarwirkung auf Knopfdruck

Poröses Gold kann Flüssigkeiten aufsaugen wie ein Schwamm – vorausgesetzt, seine Hohlräume sind hinreichend klein, damit darin die Kapillarwirkung dominiert. Forscher um Huiling Duan von der Peking University berichten nun, dass sich die Saugwirkung sogar steuern lässt: Durch Anlegen von elektrischen Spannungen ist sie stufenlos regelbar.

Hierfür genügt es, die Pole einer Stromquelle mit dem porösen Gold und der anzusaugenden (elektrisch leitfähigen) Flüssigkeit zu verbinden. Mit Spannungen im Bereich von Zehntelvolt lässt sich das Eindringen des Fluids in die Hohlräume beschleunigen, verlangsamen oder anhalten. Der Mechanismus dahinter sei noch nicht vollständig verstanden, schreiben die Autoren, doch eine wichtige Rolle spiele wohl der Kontaktwinkel zwischen Flüssigkeit und Goldoberfläche, der von der Potenzialdifferenz zwischen beiden abhängt.

Gold mit nanometergroßen Poren könne möglicherweise in miniaturisierten Analyseinstrumenten eingesetzt werden, etwa in "Labs-on-a-Chip", meinen die Forscher. Dort müssen winzige Flüssigkeitsmengen (in der Größenordnung von Mikrooder Nanolitern) zwischen verschiedenen Kammern hin- und hertransportiert werden. Poröse Goldpartikel, an denen eine elektrische Steuerspannung anliegt, könnten sich hier als einfach aufgebaute Minipumpen bewähren. Andere Forschergruppen tüfteln auf dem Gebiet der so genannten Mikrofluidik schon seit Längerem an Flüssigkeitstransportern, die mit Schallwellen funktionieren.

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  • Quelle

Xue, Y. et al.: Switchable Imbibition in Nanoporous Gold. In: Nature Communnications 5, Artikel 4237, 2014