Amerikanische Forscher können fast jedes beliebige Metall in Gold verwandeln - zumindest, was das Aussehen angeht: Mit Hilfe extrem kurzer und energiereicher Laserpulse verändern sie die Oberfläche von Metallen wie Silber, Wolfram oder Titan so, dass sie eine vollkommen andere Farbe annehmen. Auf diese Weise ist es ihnen beispielsweise gelungen, das normalerweise silbrige Aluminium golden, blau und grau einzufärben. Sogar irisierende Farbspiele, wie sie von Effektlacken beim Auto bekannt sind, seien mit der Technik möglich, so die Forscher. Da es sich zudem nicht um eine Beschichtung, sondern um eine Eigenschaft des Materials selbst handelt, nutzen sich die Farbeffekte nicht ab. Momentan fehlen in der Palette möglicher Farben allerdings noch Rot und Grün, berichten Anatoliy Vorobyev und Chunlei Guo von der Universität in Rochester.

Die Grundlage für die farbigen Metalle hatten Guo und seine Kollegen bereits Ende 2006 gelegt: Es gelang ihnen, ebenfalls mit Hilfe eines Lasers Metalle zu schwärzen - und zwar so stark, dass sie kaum noch Licht reflektierten. Die Energie des Laserlichts habe auf der Oberfläche winzige Hügel, Löcher, Kügelchen und andere Unebenheiten entstehen lassen, die das auftreffende Licht sozusagen festhalten, berichteten die Forscher damals. Die dazu nötigen Pulse waren lediglich wenige Femtosekunden, also nur Milliardstel einer Millionstel Sekunde lang. "Seit der Entdeckung der schwarzen Metalle waren wir entschlossen, die volle Kontrolle über den Prozess zu gewinnen und die Metalle dazu zu bekommen, nur eine bestimmte Farbe zu reflektieren und den Rest zu absorbieren", erklärt Guo.

Das haben er und sein Kollege Vorobyev nun geschafft: Indem sie die Intensität, Länge und Anzahl der Laserpulse variierten, erzeugten sie auf den Metalloberfläche verschiedene Muster aus den nur Millionstel Millimeter großen Unebenheiten. Je nach Anordnung der Erhebungen und Vertiefungen beeinflussen diese Muster das darauffallende Licht unterschiedlich und verändern so auch, welche Anteile reflektiert werden. Werden zusätzlich noch regelmäßige Linien in die Oberfläche gelasert, entsteht ein Interferenzeffekt, bei dem sich die verschiedenen Wellenlängen des Lichts gegenseitig verstärken oder auslöschen. Die Folge sind irisierende Farben, die sich je nach Betrachtungswinkel verändern.

Der Prozess habe bisher bei jedem getesteten Metall, darunter Platin, Titan, Wolfram, Silber, Gold und Aluminium, funktioniert, so Guo. Er vermutet daher, dass er sich auch auf alle anderen Metalle übertragen lässt. Anwendungen für derartig gefärbte Metalle gibt es seiner Ansicht nach viele, schließlich können sie überall dort eingesetzt werden, wo momentan noch lackiert wird. Außerdem ließen sich mit dem Verfahren auch alltägliche Gegenstände verzieren - Guo denkt etwa an ein Farbfoto der Familie in der Edelstahltür des Kühlschranks. Im Moment arbeiten er und seine Kollegen jedoch erst einmal daran, auch die bisher noch fehlenden Farben zu erzeugen.


Quellen
Gastbeitrag: www.wissenschaft.de
Ilka Lehnen-Beyel
Anatoliy Vorobyev und Chunlei Guo (Universität Rochester): Applied Physics Letters, Band 92, S. 041914