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uni'wissen 01-2014

Sebastian Petsch ist seit 2011 Doktorand bei Prof. Dr. Hans Zappe. Er hat Mikrosystemtechnik an der Universität Freiburg studiert. Bei seiner Masterarbeit, die er 2011 abschloss, begann er bionische Linsen zu entwickeln. Insbesondere beschäftigte er sich mit deren Steuerung. Er ist wis- senschaftlicher Mitarbeiter der Gisela-und-Erwin-Sick- Professur für Mikrooptik und erforscht künstliche Muskeln als Bewegungsapparate für mikrooptische Linsensysteme. Prof. Dr. Hans Zappe hat am Massachusetts Insti- tute of Technology/USA ein Elektroingenieurstudium ab- geschlossen und erhielt 1989 die Doktorwürde an der Uni- versity of California, Berkeley/ USA. Anschließend forschte er zu Elektronik, integrierter Optik und Halbleiterlasern beim Technologiekonzern IBM/USA, später am Fraun- hofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik in Freiburg und am Centre Suisse d’Electronique et de Micro- technique in Zürich/Schweiz. 2000 übernahm er den Lehr- stuhl für Mikrooptik an der Universität Freiburg, seit 2012 hat er die Gisela-und- Erwin-Sick-Professur für Mi- krooptik inne. Er gründete das Schwerpunktprogramm „Aktive Mikrooptik“ der Deut- schen Forschungsgemein- schaft und, mit Kollegen aus Hannover, den Sonder- forschungsbereich „Planare optronische Systeme“. Zum Weiterlesen Schuhladen, S. / Petsch, S. / Liebetraut, P. / Müller, P. / Zappe, H. (2013): Miniaturized tunable imaging system inspired by the human eye. In: Optics Letters 38 / 20, S. 3991–3994. Müller, P. / Feuerstein, R. / Zappe, H. (2012): Integrated optofluidic iris. In: IEEE Journal of Microelectromechanical Systems 21 / 5, S. 1156–1164. Liebetraut, P. / Petsch, S. / Mönch, W. / Zappe, H. (2011): Tunable solid-body elastomer lenses with electromagnetic actuation. In: Applied Optics 50/19, S. 3268–3274. Auf dem Wissenschaftsportal Surprising Science finden Sie Videos und Fotos zum bionischen Objektiv: www.pr.uni-freiburg.de/go/mikrooptik genau wie der Muskel im Auge. Er besteht aus ei- nem Kunststoff, einem so genannten liquid crystal elastomer (LCE), der sich bei steigender Tempera- tur verkürzt. Dieser synthetische Muskel soll die Aufgabe der Mikromotoren übernehmen. Ein Team der Universität Mainz, das an dem Projekt beteiligt ist, hat ihn entwickelt. Zappe will die Optik zudem mit einer anderen Technik verbinden, an der am IMTEK in mehreren Projekten geforscht wird – der Multispektralanalyse, die kleinste Farb- nuancen sichtbar macht. „Ein solches System könnte zum Beispiel dazu dienen, Verfärbungen der Haut frühzeitig zu erkennen und Hautkrebs schneller zu diagnostizieren“, sagt Zappe. Natur nachbauen, Technik verbessern Das Objektiv ist bionisch, weil es sich um eine Technik handelt, die von der Natur inspiriert ist. Biologisch optimieren soll es den Menschen nicht, auch wenn es in Zukunft sogar mehr leis- ten könnte als das Auge. „Bionik hat nichts mit Cyborgs zu tun“, stellt Zappe klar. Er wuchs in den 1970er Jahren in den USA auf und erinnert sich noch gut an die Fernsehserie „Der Sechs- Millionen-Dollar-Mann“ mit dem Schauspieler Lee Majors. Dieser spielte einen Astronauten, der nach einem Unfall mehrere Prothesen erhielt. Auch in dieser Serie sei oft von „Bionik“ die Rede gewesen. Zappes Forschung habe aber ein an- deres Ziel: „Wir wollen keineswegs Augenprothe- sen entwickeln oder den Menschen optimieren.“ Vorrangiges Ziel des Vorhabens ist es auch nicht, das Objektiv in Kameras einzubauen. „Es geht zunächst darum, das natürliche System nachzuahmen. Wir wollen zeigen, wie flexible Linsen und Iriden zusammenwirken und eine grundlegend neue Abbildungstechnik entsteht“, erklärt Zappe. Gleichzeitig verdeutlicht das Lin- sensystem, wie man optische Erfindungen ver- bessern kann. Der Prototyp war zum Beispiel nicht über längere Zeit stabil – die Flüssigkeiten in der Kammer sind langsam verdunstet. Solche Probleme versucht Schuhladen zurzeit zu beheben. Bis Ende 2014 will das Team ein Demonstrations- objektiv fertigstellen. „Mögliche Anwendungsge- biete dieses Systems sehen wir zum Beispiel in der Kameratechnik, in der Medizin oder Mikro- skopie“, sagt Zappe. „Aber besonders interessant sind die Einzelteile.“ www.imtek.de/professuren/mikrooptik/startseite Stefan Schuhladen ist seit 2012 Doktorand an der Gisela-und-Erwin-Sick- Professur für Mikrooptik. Er hat Mikrosystemtechnik an der Universität Freiburg studiert. Während des Masterstudiums verbrachte er im Rahmen des Koope- rationsprogramms „Micro Alliance“ und unterstützt durch ein Fulbright-Stipen- dium ein Jahr an der Univer- sity of Michigan/USA im Biomedical Engineering. 2011 schloss er das Master- studium ab. In seiner Dok- torarbeit beschäftigt er sich in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunkt- programm „Aktive Mikrooptik“ hauptsächlich mit optofluidi- schen Mikroblenden und Blenden, die der Iris des menschlichen Auges nach- empfunden sind. Fotos: Mathilde Bessert-Nettelbeck 31

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