Nanoröhrchen lernt das Sehen

Immer neue Möglichkeiten zeigen die Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) auf. Der Forscher X. Zhou und seine Kollegen am Sandia National Laboratory haben einen CNT-Baustein entwickelt, der das gesamte optische Spektrum des Lichts erkennen kann.

Erinnern wir uns: Wenn Licht auf die Retina des menschlichen Auges fällt, werden dadurch elektrische Impulse ausgelöst, die letztlich den Sehnerv »triggern«. Bei dem neuen CNT-Detektor fällt das Licht zunächst auf spezielle organische Farbstoffe, in denen anregbare Elektronen verfügbar sind, sogenannte Chromophore. Hier decken sie mit den Farben rot, grün und orange einen großen Teil des sichtbaren Farbspektrums ab.

In der Grafik sind singuläre Chromophore mit verschiedenen Anordnungen zu sehen, die sich am CNT-Transistor sammeln. Beim Lichteinfall werden die Moleküle des Farbstoffs verändert und dies wiederum verschiebt die Vorspannung am Gate des CNT-Transistors. Während beim Menschen das Neuron noch vor der Retina liegt, so dass das Licht durch das Neuron hindurch treten muss, hat Zhou den Nanotransistor hinter das eigentliche Molekül gelegt (was technisch effizienter ist).

Der neue CNT-Detektor ist mit 40 W/m² recht empfindlich: Der Wert entspricht etwa 3 Prozent der Sonnenlichts. Derzeit arbeitet man daran, das Spektrum in das Infrarotlicht zu erweitern. Langfristig könnte die Idee sogar zur Energiegewinnung aus Licht herangezogen werden.