Die Geschichte des menschlichen Schreibens und Malens lässt sich bis vor mindestens 30.000 Jahren zurückverfolgen, doch „Schreiben in Flüssigkeit“ war schon immer ein Problem. Ein internationales Team unter der Leitung deutscher Physiker hat eine einzigartige Möglichkeit gefunden, in Wasser und anderen flüssigen Matrizen zu schreiben, heißt es in einem neuen Artikel, der in Small, der Flaggschiff-Zeitschrift auf dem Gebiet der Nanomaterialien, veröffentlicht wurde.
Wie wir alle wissen, ist Wasser kein Schreibmedium. Dies liegt daran, dass sich die Tinte ständig bewegt und verwirbelt, sich im Wasser schnell ausbreitet und keine Struktur bilden kann. Frühere Forschungen verwendeten Rastersondenlithographie, um auf selbstorganisierte Monoschichten zu „schreiben“, die in Flüssigkeit getaucht waren; Mittlerweile gibt es auch kommerzielle Schiefertafeln, auf denen Taucher unter Wasser schreiben können. Allerdings sind alle diese Methoden immer noch substratabhängig.
Dieses Mal wollte das Forschungsteam eine Möglichkeit entwickeln, wirklich „in Flüssigkeit zu schreiben“. Eine solche Methode muss verhindern, dass sich die gezeichneten Linien schnell ausbreiten, und der Schreiber benötigt einen sehr kleinen „Stift“, der bei seiner Bewegung durch das flüssige Medium keine zu großen Turbulenzen hervorruft. Denn in einer Flüssigkeit gilt: Je kleiner das bewegte Objekt, desto weniger Wirbel oder Wirbel entstehen.
Die Lösung des Teams besteht darin, die Tinte direkt ins Wasser zu geben und Mikrokügelchen aus Ionenaustauschharzmaterialien mit einem Durchmesser zwischen 20 und 50 Mikrometern als Stifte zu verwenden, ohne dass überhaupt Wirbel entstehen.
Die Perlen „schreiben“, indem sie den lokalen pH-Wert des Wassers verändern und so Tintenpartikel in diese Bereiche locken. Wenn der Wassertank gekippt wird, bewegen sich die Tintenpartikel in den Perlen entlang einer Flugbahn, die den gewünschten Buchstaben oder das gewünschte Zeichen nachzeichnet, sodass es möglich ist, einen Buchstaben in Wasser zu „schreiben“.
In einem Tank von der Größe einer Münze zeichneten die Forscher einfache hausähnliche Muster, die so groß wie ein „I“ in 18-Punkt-Schrift waren und unter einem Mikroskop betrachtet werden konnten.
Die Forscher sagen, dass die Technologie zwar noch in den Kinderschuhen steckt, aber eine Reihe von Möglichkeiten eröffnet. Beispielsweise könnte die Technologie möglicherweise auf andere Arten von Stiften ausgeweitet werden, beispielsweise auf laserbeheizte Stifte, die sich selbstständig durch Wasser bewegen können. Dieser Mechanismus könnte auch genutzt werden, um hochkomplexe Dichtemuster in Flüssigkeiten zu erzeugen.
Die Kunst hat sich im Laufe der Geschichte weiterentwickelt, und dieser neue Ansatz eröffnet einen „vielseitigen“ Ansatz für das Schreiben, Malen und flüssige Komponieren, sogar im Mikromaßstab.