Wie man fliegende Teppiche baut

Meldung vom 19.12.2007 - Forscher entdecken eine Möglichkeit, die magischen Hilfsmittel aus dem Märchen zu realisieren

Fliegende Teppiche könnte es zumindest in einer Miniaturausführung tatsächlich geben, haben US-Physiker gezeigt: Gelänge es, eine dünne Folie ausreichend schnell in Schwingungen zu versetzen, könnte sie in der Luft schweben und sich dabei sogar vorwärtsbewegen. Menschen mit einem solchen Teppich zu befördern sei jedoch wohl nicht möglich, schränken die Forscher um Lakshminarayanan Mahadevan von der Harvard-Universität ein – die notwendigen Vibrationen müssten so stark und schnell sein, dass dafür ein unglaublich leistungsfähiger Motor benötigt würde.

Eigentlich hatten die Wissenschaftler untersucht, wie sich eine flexible Folie durch eine Flüssigkeit bewegt – und dabei festgestellt, dass das gleiche Prinzip auch in der Luft funktionieren würde. In beiden Fällen können schnell aufeinanderfolgende Wellen, die durch die Folie laufen, einen Auftrieb erzeugen, erklären die Forscher. Zu sehen ist dieser Effekt zum Beispiel dann, wenn ein dünnes Blatt Papier zu Boden flattert und dicht über der Oberfläche durch den unter dem Papier entstehenden Druck abgebremst wird. "Wenn sich Wellen entlang einer flexiblen Folie ausbreiten, generieren sie eine Strömung im umgebenden Medium, die einen Druck erzeugt, der dann die Folie hochhebt und ihr Gewicht in etwa ausgleicht", formuliert es Mahadevan.

Dieses Prinzip kann sogar für eine Vorwärtsbewegung sorgen. Dazu müssen die Wellen lediglich an einer Kante der Folie beginnen, erklärt der Physiker: Dann nämlich neige sich das Blatt ein ganz klein wenig und bewege sich anschließend zum höhergelegenen Ende hin. Dabei wird das Strömungsmittel von diesem Ende zum anderen gedrückt – und das sorgt für einen gewissen Vortrieb. Doch dabei gibt es Grenzen, so Mahadevan. So müsste bereits ein Folienstück von zehn Zentimetern Länge und einer Dicke von einem Zehntel Millimeter zehnmal pro Sekunde auf- und abschwingen, um in der Luft zu bleiben. Für eine schnelle Vorwärtsbewegung wäre zudem eine große Schwingungsamplitude nötig, etwa in der Größenordnung der Länge der Folie – was, wie Mahadevan erklärt, die Fahrt auf dem Mini-Teppich sehr holperig machen würde.

Für eine tatsächliche Umsetzung des Prinzips in die Realität müsste zudem geklärt werden, wie die Schwingungen überhaupt erzeugt werden können. Denkbar wären hierbei zum einen die sogenannten smarten Materialien, die sich als Reaktion auf veränderte Außenbedingungen wie der Luftfeuchtigkeit ausdehnen oder zusammenziehen können. Zum anderen könnten flexible Kunststofffolien mit lebenden Muskelzellen beschichtet werden, die sich – gesteuert durch elektrische Impulse – regelmäßig kontrahieren und wieder entspannen. Für Menschen, das zeigen laut den Forschern die Berechnungen, bleibe eine Reise auf einem solchen Teppich jedoch im Reich des Magischen.

Nature, Onlinedienst

wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel