Unsichtbare Stromleitung: Forscher können Elektrizität mit Schall führen

Eine neue Methode ermöglicht es, elektrische Funken präzise durch die Luft zu lenken - und zwar mithilfe von Ultraschallwellen. Diese Technik könnte die Art und Weise, wie wir Elektrizität in offenen Räumen kon­trol­lieren, grundlegend verändern.

Strom folgt Schallwellen durch die Luft

Bisher waren elektrische Funken in der Luft schwer zu kontrollieren. Sie neigen dazu, sich chaotisch zu verzweigen und den kürzesten Weg zu metallischen Objekten zu suchen. Die neue Methode nutzt Ultraschall, um die Funken auf vorgegebenen Pfaden zu führen und auch, um diese um Hindernisse herumzulenken.

Der Trick dabei: Der elektrische Funke erhitzt die umgebende Luft. Diese dehnt sich aus und wird dadurch leichter. Ultraschallwellen, die für das menschliche Ohr nicht hörbar sind, lenken diese erwärmte Luft in bestimmte Bereiche. Die nachfolgenden Funken folgen dann diesem "Pfad" aus leichterer Luft, da dort weniger Energie für die Entladung nötig ist.


"Wir haben dieses Phänomen vor über einem Jahr beobachtet, benötigten dann Monate, um es zu kontrollieren, und noch länger, um eine Erklärung zu finden", erklärt Dr. Asier Marzo von der Universität von Navarra, Spanien. In der in Science Advances veröffentlichten Studie gelang es dem Team, einen 4 cm langen elektrischen Funken um ein Hindernis herumzulenken.

Die Methode bietet entscheidende Vorteile gegenüber früheren Ansätzen. Bislang konnten Funken nur mit gefährlichen Lasern gelenkt werden, was als "Elektrolaser" bekannt ist. Die neue Ultraschalltechnik ist dagegen sicher, kompakt und kostengünstig. Zudem lässt sie sich kontinuierlich betreiben, ohne präzises Timing zwischen Laser und Entladung.

Kontaktloses Braille-System

Die möglichen Anwendungen reichen von der Atmosphärenforschung über biologische Verfahren bis hin zur gezielten Stromversorgung von Schaltkreisen. Josu Irisarri, Erstautor der Studie, hat aber noch einen ganz konkreten Anwendungsfall im Sinn: "Ich bin begeistert von der Möglichkeit, sehr schwache Funken zu nutzen, um kontrollierte taktile Reize in der Hand zu erzeugen, vielleicht sogar das erste kontaktlose Braille-System zu entwickeln."


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