PRISM

Aus viel mach eins
Gleich wird’s kompliziert, aber erst einmal beginnen wir mit Lego. Der berühmte Bausteinhersteller hat ein Bildungsprogramm, die First Lego League. Hieran nahmen Alexander Pflegerl, Jonas Stadelmann und Andreas Walter 2023 teil und entwickelten mit Unterstützung der US Naval Research Laboratories ein SBSP-Konzept. Bei Space-based Solar Power wird die Sonnenenergie aus dem Weltraum geholt. Dies hat den Vorteil, dass ein maximaler Anteil der Wellenlänge des Lichtes genutzt werden kann, ohne dass durch die Atmosphäre Frequenzen absorbiert werden. Grundlage des damaligen Projekts war ein Monochromator. Dieses optische Gerät kann aus einem einfallenden Strahl eine bestimmte Frequenz isolieren.

Doch als wäre das nicht schon hochwissenschaftlich genug, stellten die drei Schüler der HTBLVA Bregenz fest, dass bestehende Lasermedien für ihr System nicht effizient genug waren. Ein besseres musste her, womit das Folgeprojekt definiert war. Der Fokus liegt nun laserscharf auf der Entwicklung eines optischen Mediums, das eine Bestrahlung auf einem breiten Absorptionsspektrum zulässt. Hierzu hat das Trio verschiedene physikalische Effekte analysiert und kam zu dem Ergebnis: Den höchsten Wirkungsgrad verspricht eine Lösung, die auf einer gezielten Modifikation in der Molekülmechanik basiert. Damit aus poly- mono- wird, braucht es genau die richtige Molekülstrukturformel. Um diese zu finden, schrieb das Trio eine quantenchemische Simulation, kombiniert mit einem Machine-Learning-Algorithmus.

Bevor den meisten Leser*innen ganz polychromatisch vor Augen wird, hier ein Quantensprung zu den möglichen positiven Auswirkungen, die sind nämlich leicht verständlich: Eine bessere Energieeffizienz von Lasersystemen wäre unter anderem für die Medizin von Vorteil, sei es bei der Behandlung von Fehlsichtigkeit oder bei der Entfernung von Haaren und Tattoos. Andererseits würden auch Anwendungen in der Materialverarbeitung oder der Spektroskopie sowie bei Kommunikationssystemen entstehen. Und vielleicht wird dann ja auch das gute alte Laserschwert wieder modern.

Fotocredit: © aws, VOGUS / Wolfgang Voglhuber