Metamaterial: Tarnkappe täuscht den Tastsinn

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben eine haptische Tarnkappe entwickelt: Sie verhindert, dass ein Gegenstand ertastet werden kann.

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Die Tarnkappe besteht aus einem Metamaterial, das die Kraft ablenkt. (Bild: KIT)

Wie andere Tarnkappen besteht auch diese aus einem Metamaterial. Diese Stoffe zeichnen sich durch Eigenschaften aus, die in der Natur nicht vorkommen und die die Metamaterialien durch eine besondere Struktur erhalten. In dem Fall sind das wenige Nanometer große, nadelförmige Stege, deren Spitzen zusammentreffen.

Kraft ableiten

Die Größe der Kontaktpunkte ist auf bestimmte mechanische Eigenschaften hin berechnet. Das Ergebnis ist ein Material, durch das ein Gegenstand nicht ertastet werden kann: Tastet ein Finger nach der Tarnkappe, wird die Kraft abgeleitet. Dem Finger erscheint es, als sei da kein Objekt. Man könne mit der Tarnkappe einen Gegenstand elastisch verstecken, schreiben die KIT-Forscher in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Tarnkappe enthält eine kleine harte Schale, die einen Hohlraum bildet. Dort hinein wird ein Gegenstand gelegt. Die Schale ist von dem Metamaterial umgeben, das die Schale untastbar macht. Der Unterschied zu einer Polsterung mit Schaum oder Watte sei, dass diese es lediglich erschwerten, die Schale und ihre Form zu ertasten, sagen die Karlsruher Wissenschaftler.

Prinzessin auf der Erbse

Tiemo Bückmann greift zu einem bekannten Märchen als Vergleich: "Man kann es sich wie in Hans-Christian Andersens Märchen von der Prinzessin auf der Erbse vorstellen. Die Prinzessin bemerkt die Erbse trotz der vielen Matratzen", erklärt der Erstautor der Studie. "Nutzt man hingegen unser neues Material, würde eine Matratze ausreichen, damit die Prinzessin gut schlafen kann."

In den vergangenen Jahren haben Forscher Metamaterialien mit den unterschiedlichsten Eigenschaften entwickelt. Viele zielten darauf auf, Objekte auf die eine oder andere Weise zu tarnen, etwa indem sie Licht mit bestimmten Wellenlängen umlenken. Auch am KIT wurde bereits eine solche Tarnkappe entwickelt. Ein anderes Metamaterial lenkt Schallwellen um - es soll Schiffe vor Ortung durch Sonar schützen oder bessere Schallschutzwände ermöglichen.