Forschung & Innovation 32 Rot wird nicht Grün und infrarotes Licht nicht plötzlich sichtbar, wenn man es durch einen Lichtleiter schickt. Denn Licht ändert seine Wellenlänge nicht einfach so. Es sei denn, der Mensch greift zu einem Trick. Den hat ein internationales Forschungsteam jetzt erstmals in optischen Fasern effektiv anwenden können. Ihm ist es als erstem gelungen, optische Fasern so zu funktionalisieren, dass sie unsichtbares Infrarot-Licht in rotes Licht verwandeln. Ihre Spezialfasern könnten künftig als Miniatur-Lichtkonverter nutzbar sein. Die Erfindung ist durch die Zusammenarbeit von vier Arbeitsgruppen des Sonderforschungsbereiches NOA der Universität Jena mit Partnern am Fraunhofer IOF, Leibniz IPHT sowie an den Universitäten in Sydney und Adelaide (Australien) gelungen. Von der Kunst, dem Licht eine andere Farbe zu geben Jenaer Forschende federführend beteiligt Computer, Handys oder Superrechenzentren werden immer leistungsfähiger. Unvorstellbare Datenmengen werden dabei verarbeitet und in immer kürzerer Zeit um die Welt transportiert. Negativer Effekt: Auch der Energieverbrauch der Chips, die dafür nötige Rechenleistungen vollbringen, wächst ins Unermessliche. Im Pandemiejahr 2020 haben allein die Rechenzentren in Deutschland 16 Milliarden Kilowattstunden Energie verbraucht, hat das Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit gGmbH ermittelt. „Das Problem dabei ist, dass Chips mit gängigen HalbleiterMaterialien beinahe 50 Prozent der Energie nur für die Bewegung von Informationen mittels Elektronen verbrauchen. Wenn wir einen energiesparenderen Datentransport als mit Elektronen finden, könnte ein Handy-Akku länger halten, bis er wieder aufgeladen werden müsste“, beschreibt Dr. Falk Eilenberger, Leiter der Forschungsgruppe „Photonics in 2D-Materials“ am Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena, einen Vorteil, den wohl alle Handy-User gern nutzen würden; ganz zu schweigen von den Millionen Kilowattstunden, die in Rechenzentren und Servern eingespart werden könnten, über die Cloud-Computing und Videostreaming funktionieren. Neue Aufgaben für das Werkzeug Licht Auch deshalb sind die Forschenden um Falk Eilenberger auf der Suche nach Alternativen für die energiefressenden Elektronen. Sie setzen dabei auf Photonen als Medium – auch für den Datentransport –und auf Lichtleiter aus Glas. Allerdings sind einfache Lichtleitfasern dafür nicht geeignet. Sie müssen speziell konstruiert und „aufgerüstet“ werden, um neue Funktionen übernehmen zu können. Das Team im Forschungsbereich von Eilenberger, allen voran Doktorand Quyet Ngo, nutzt dafür sogenannte 2D-Materialien–Stoffe, die nur aus einer Lage von Atomen bestehen. „Unsere Idee war, mit Hilfe dieser neuen Materialien die Eigenschaften des Lichts zu verändern“, erklärt er – zum Beispiel seine Wellenlänge und damit seine Farbe. „Normalerweise ändert
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