Materialien mit Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen, heißen Metamaterialien. Ein bekanntes Beispiel hierfür sind solche mit negativem Brechungsindex. Er gibt an, in welchem Winkel ein Lichtstrahl abgelenkt wird, wenn dieser durch ein Material scheint. In der Natur kommen nur positive Brechzahlen vor. Forschern der Gruppe um John Rogers von der University of Illinois in Urbana-Champaign ist es nun gelungen, ein Material mit negativer Brechzahl durch eine einfache Druckmethode auf flexible Kunststoffe aufzubringen.

Ähnlich wie beim Kartoffeldruck stellten sie zunächst einen Stempel her und brachten darauf abwechselnd mehrere Schichten aus Silber und einem Dielektrikum – einem nichtleitenden Material – auf. Diese gestapelte Struktur erzeugt einen negativen Brechungsindex. Wie mit einem Stempel konnten sie diese "Tinte" nun auf einer beliebigen Oberfläche anbringen und sogar biegsame Untergründe präzise bedrucken.

Die Wissenschaftler erzeugten eine etwa zehn Quadratzentimeter große Fläche des Metamaterials in nur einem Schritt. Und der einmal hergestellte Stempel ist wiederverwendbar: Auch nach mehreren Druckzyklen mit demselben Stempel wurde eine gleichbleibend hohe Qualität des Metamaterials erreicht.

Durch diese neue Methode können nun erstmals große Flächen eines Metamaterials schnell und kostengünstig hergestellt werden. Damit erscheint eine industrielle Herstellung und Anwendung von Metamaterialien in naher Zukunft realistisch. Rogers und Kollegen träumen nun bereits von der perfekten Linse, mit der sie kleinere Details abbilden könnten, als es das klassische optische Beugungslimit herkömmlicher Linsen mit positiver Brechzahl erlaubt.

Der einzige Wermutstropfen ist, dass das hergestellte Material nur im nahen Infrarotbereich einen negativen Brechungsindex aufweist. Wünschenswert wäre eine Wirkung auf einen größeren Spektralbereich, der auch das sichtbare Licht einschließt. Hierdurch wären auch futuristisch klingende Erfindungen wie unsichtbar machende Tarnkappen möglich. (jf)