News: Steinerweichende Mikrowellen
Der Mikrowellenofen zu Hause ist schon praktisch. Er eignet sich gut zum schnellen Erhitzen des Mittagessens oder zum Auftauen von Tiefkühlwaren. Aber Löcher damit bohren?
© E. Jerby, Tel Aviv University (Ausschnitt)
Niemand bohrt gerne Löcher in eine Betonwand: Es ist laut, macht jede Menge Dreck und setzt unter Umständen den nachbarschaftlichen Frieden aufs Spiel. Laserbohrer, die das Material leise durch elektromagnetische Strahlung verdampfen, bildeten bisher die einzige, allerdings reichlich teure Alternative. Und mit solchen Präzisionsgeräten zentimeterdicke Löcher in einen Zementblock zu bohren, hieße mit Kanonen auf Spatzen zu schießen. Ein handelsüblicher Mikrowellenofen dagegen könnte eine günstige und effektive Alternative bieten.
Das jedenfalls stellen Eliyahu Jerby und seine Kollegen von der Tel Aviv University in Aussicht. Sie bauten einfach die Mikrowellenquelle aus einem solchen Ofen aus, schlossen sie an einen metallischen Hohlleiter an und leiteten die Wellen über ein Koaxial-Kabel in eine Antenne, welche die Energie am Berührungspunkt zwischen Antenne und Material bündelte.
Dort, oder besser gesagt, darunter entfalteten die Mikrowellen dann ihre steinerweichende Wirkung: Die Moleküle sowohl an als auch unter der Oberfläche absorbieren die Strahlung und werden so warm. An der Oberfläche geht die Wärme allerdings sogleich verloren. Das tieferliegende, etwas wärmere Material absorbiert die Mikrowellen noch stärker und erhitzt sich demnach noch schneller als die leicht abgekühlte Oberschicht: Ein heißer Punkt geschmolzenen Materials entsteht.
Dieses kann ganz leicht mit der Antenne, die gleichzeitig als Bohrkopf fungiert, herausgeschaufelt und das Loch geglättet werden - zumindest, wenn es sich um nichtleitende Stoffe handelt, deren Schmelzpunkt unter 2000 Grad Celsius liegt. Denn heißer wird der "heiße" Fleck nicht und leitende Stoffe wie Metalle führen die Hitze zu schnell ab, sodass sie ihre Schmelztemperatur nicht erreichen.
In Materialien wie Keramik, Beton, Basalt und Glas funktioniert das Verfahren aber schon ganz gut. Jerby und seine Kollegen konnten innerhalb von ein paar Minuten Löcher zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter Durchmesser mit bis zu einigen Zentimetern Tiefe bohren - geräuscharm, erschütterungs- und staubfrei und ohne große mechanische Belastung des Geräts - also verschleißarm.
Und günstig war der ganze Spaß auch noch, denn der ausgeschlachtete Mikrowellenofen kostet gerade mal 20 Euro. Auch auf einem anderen Gebiet kann der Mikrowellen-Bohrer mit dem Laser-Bohrer konkurrieren. Da letzterer das Material verdampft, entstehen häufig giftige Gase. Dieses Problem taucht bei den Mikrowellen, die nur schmelzen, nicht auf.
Einen großen Nachteil haben sie aber gegenüber herkömmlichen Methoden: Die auftretende Strahlung ist recht intensiv und somit schädlich für den Menschen. Auch wenn Jerby versichert, dass der Bohrer weniger Strahlung als bei einem normalen Mikrowellenofen freisetzt, so ist doch "Sicherheit ein großes Anliegen", wie er zugibt. Ein einfaches Schutzblech oder ein Metallgehäuse für das Gerät sollte die Mikrowellen jedoch sicher abschirmen.
Dennoch beschränkt die auftretende Strahlung die Einsatzmöglichkeiten des neuen Bohrers. So wird das Gerät in der Medizin zum Beispiel als Ersatz für die vibrierenden, dröhnenden Zahnarztbohrer wohl kaum zum Einsatz kommen - schade aber auch.
Das jedenfalls stellen Eliyahu Jerby und seine Kollegen von der Tel Aviv University in Aussicht. Sie bauten einfach die Mikrowellenquelle aus einem solchen Ofen aus, schlossen sie an einen metallischen Hohlleiter an und leiteten die Wellen über ein Koaxial-Kabel in eine Antenne, welche die Energie am Berührungspunkt zwischen Antenne und Material bündelte.
Dort, oder besser gesagt, darunter entfalteten die Mikrowellen dann ihre steinerweichende Wirkung: Die Moleküle sowohl an als auch unter der Oberfläche absorbieren die Strahlung und werden so warm. An der Oberfläche geht die Wärme allerdings sogleich verloren. Das tieferliegende, etwas wärmere Material absorbiert die Mikrowellen noch stärker und erhitzt sich demnach noch schneller als die leicht abgekühlte Oberschicht: Ein heißer Punkt geschmolzenen Materials entsteht.
Dieses kann ganz leicht mit der Antenne, die gleichzeitig als Bohrkopf fungiert, herausgeschaufelt und das Loch geglättet werden - zumindest, wenn es sich um nichtleitende Stoffe handelt, deren Schmelzpunkt unter 2000 Grad Celsius liegt. Denn heißer wird der "heiße" Fleck nicht und leitende Stoffe wie Metalle führen die Hitze zu schnell ab, sodass sie ihre Schmelztemperatur nicht erreichen.
In Materialien wie Keramik, Beton, Basalt und Glas funktioniert das Verfahren aber schon ganz gut. Jerby und seine Kollegen konnten innerhalb von ein paar Minuten Löcher zwischen einem Millimeter und einem Zentimeter Durchmesser mit bis zu einigen Zentimetern Tiefe bohren - geräuscharm, erschütterungs- und staubfrei und ohne große mechanische Belastung des Geräts - also verschleißarm.
Und günstig war der ganze Spaß auch noch, denn der ausgeschlachtete Mikrowellenofen kostet gerade mal 20 Euro. Auch auf einem anderen Gebiet kann der Mikrowellen-Bohrer mit dem Laser-Bohrer konkurrieren. Da letzterer das Material verdampft, entstehen häufig giftige Gase. Dieses Problem taucht bei den Mikrowellen, die nur schmelzen, nicht auf.
Einen großen Nachteil haben sie aber gegenüber herkömmlichen Methoden: Die auftretende Strahlung ist recht intensiv und somit schädlich für den Menschen. Auch wenn Jerby versichert, dass der Bohrer weniger Strahlung als bei einem normalen Mikrowellenofen freisetzt, so ist doch "Sicherheit ein großes Anliegen", wie er zugibt. Ein einfaches Schutzblech oder ein Metallgehäuse für das Gerät sollte die Mikrowellen jedoch sicher abschirmen.
Dennoch beschränkt die auftretende Strahlung die Einsatzmöglichkeiten des neuen Bohrers. So wird das Gerät in der Medizin zum Beispiel als Ersatz für die vibrierenden, dröhnenden Zahnarztbohrer wohl kaum zum Einsatz kommen - schade aber auch.
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