Bereits vor drei Jahren stellte der Chemiker Michael Barnes zusammen mit seinen Kollegen vom Oak Ridge National Laboratory in Tennessee ein Verfahren vor, mit dem sich kleine Polymerkugeln mit einem Durchmesser von einigen Mikrometern herstellen lassen. Dazu setzten sie eine wässrige Lösung zweier Polymere an, die sich normalerweise meiden: Polyethylen-Glykol und Polyvinyl-Alkohol. Doch wenn die Wissenschaftler das Wasser schnell genug verdampfen ließen, dann konnten sich die beiden Bestandteile nicht trennen, und es bildeten sich jene winzigen Polymerkügelchen.

Nun waren die Forscher dazu in der Lage, diese Kügelchen wie auf einer Perlenkette aufzureihen und so säulenartige Strukturen hervorzubringen. Dies gelang ihnen, indem sie ein so genanntes Quadrupolfeld nutzten, um die Teilchen zu positionieren. Hierbei handelt es sich um eine symmetrische Anordnung von vier Elektroden, bei der jeweils gleich geladene Elektroden diagonal gegenüber die Ecken eine Quadrats besetzen. Eine Wechselspannung sorgt dafür, dass sich das elektrische Potenzial der Elektroden immer wieder umkehrt.

Auf diese Weise wurden die Kügelchen fokussiert und ließen sich an beliebigen Stellen eines Substrats absetzen. Dabei war erstaunlich, dass die Kügelchen stabile Strukturen ausbilden, also feste Bindungen zu ihren Nachbarn eingehen. Offenbar können die von der Kugeloberfläche abstehenden Enden der Polymerketten, während das Wasser verdunstet, an die Enden der Nachbarteilchen binden.

Da die Mikroperlen gleichmäßig rund sind, in einheitlicher Größe entstehen und obendrein auch noch transparent sind, können sie wie klitzekleine Laserkavitäten wirken: Licht der richtigen Wellenlänge wird darin hin und her reflektiert und verbleibt so in den Kügelchen. Weil die Mikrokugeln aneinandergereiht sind, kann sich diese optische Resonanz auch in der ganzen Kette ausbreiten. Dieser Effekt ließe sich beispielsweise für optische Drähte, für Sensoren oder andere optische Bauelemente nutzen. Doch neben den optischen Möglichkeiten ist es schließlich auch denkbar, die Kügelchen mit einem magnetischen Material zu füllen und auf diese Weise eine Beschichtung für magnetische Datenträger herzustellen.