Forschern an der finnischen Aalto Universität [1] ist es gelungen, einem Wassertropfen Computerlogik beizubringen. Sie nutzen zu diesem Zweck die besonderen Eigenschaften das Wassers aus, sich auf hoch wasserabweisenden (superhydrophoben) beschichteten Oberflächen ähnlich wie Billardkugeln auf einer glatten Fläche zu verhalten. Durch diese Eigenschaft ist es sogar möglich, Signale in Form von physikalischen Stoßimpulsen zu übertragen, die stets nach dem gleichen Muster ablaufen und somit vorhersagbar sind. Ebenso können die Wassertropfen mit chemischen Stoffen benetzt werden, die mit anderen chemisch versetzten Wassertropfen eine chemische Signalkaskade oder Reaktion auslösen.

Die Wissenschaftler im Forschungsteam von Dr. Robin Ras [2] wiederholten ihre Experimente um die Superhydrophobe Tropfenlogik viele Male und zeigen ihre Versuche auf anschauliche Art und Weise auf ihrem eigenen YouTube-Videokanal unter www.youtube.com/playlist?list=PLstvxmQiQw29IYEmSVYPdRvG2efzR-jku.

Aufgrund der hohen Vorhersagegenauigkeit, wie sich die Wassertropfen auf den superhydrophoben Oberflächen verhalten, entwickelten die Forscher zum Beispiel einen simplen Computerspeicher, welcher mit einfachster 0-1-Computerlogik arbeitet. Die Wassertropfen agieren in dieser Vorrichtung als Bits, die Informationen übertragen. Die Topfen rollen entsprechend ihrer bitweisen Information –  “WAHR” (1) oder “FALSCH” (0) – auf zwei unterschiedlichen Laufbahnen, wie das untenstehende Video [3] anschaulich demonstriert.

Eine Erweiterung der einfachen 0-1-Logik ist die Verknüpfung mit logischen Boolean-Operatoren wie “UND” / “ODER”. Es ist sogar möglich, dass ein Wassertropfen erst “losrollt”, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist – also “WENN” dies, “DANN” mache das – anderenfalls mache “JENES” (IF {“condition”} THEN {“Response”}) [4].

Wieder einmal sind es die einfachsten Dinge unseres Alltags, die – oft übersehen – erstaunliche Innovationen ermöglichen können. Dennoch wird es nach Aussage der Wissenschaftler noch einige Jahre dauern, bevor diese neu entdeckte Technik in praktisch anwendbare Computergeräte eingebaut wird. Eine Zukunftsvision, die uns vielleicht in wichtigen und kritischen Bereichen unabhängig von der Ressource “Strom” machen könnte. Wir sollten uns stets vergegenwärtigen, dass unser Strom, den wir täglich erzeugen und verbrauchen, unser gesamtes Lebensumfeld maßgeblich beeinflusst. Vielleicht werden unsere computer in Zukunft nicht nur mit Wasser gekühlt, sondern auch mit Wasser “betrieben”.

Für weitere Informationen

Mertaniemi H., Forchheimer R., Ikkala O., and Ras R.H.A., Rebounding droplet-droplet collisions on superhydrophobic surfaces: from the phenomenon to droplet logic, Advanced Materials (2012). http://dx.doi.org/10.1002/adma.201202980

[1] Aalto Universität – Superhydrophobe Wassertropfen-Computerlogik: http://www.aalto.fi/en/current//news/view/2012-09-06-003/
[2] Wissenschaftler der Aalto-Universität, Dr. Robin Ras: https://people.aalto.fi/index.html?d=1#robin_ras
[3] YouTube-Videolink 0-1-Computerlogik: http://www.youtube.com/watch?v=GTnVwyWaVQw
[4] YouTube-Videolink “UND” / “ODER”-Computerlogik: http://www.youtube.com/watch?v=2Ckytxq0OWc