Nr. 100 / 2002

08. August 2002 : Mit Granatkristallen Löcher und Risse in Pipelines aufspüren - Fachbereich Physik der Universität Osnabrück arbeitet mit regionalen Firmen zusammen

Wissenschaftlern am Fachbereich Physik der Universität Osnabrück ist es gelungen, in Zusammenarbeit mit der Lingener Firma H. Rosen Engineering GmbH, neuartige Sensoren zu entwickeln. Mit ihrer Hilfe können unter anderem winzige Löcher oder Risse in Pipelines aufgespürt werden. Erste Prototypen sind bereits im praktischen Einsatz.

Das erfolgreiche Projekt rief vor kurzem weiteres industrielles Interesse hervor, freut sich der Projektleiter Prof. em. Dr. Horst Dötsch, Physiker an der Universität Osnabrück. Inzwischen konnte mit drei weiteren Firmen ein größeres Forschungsprogramm gestartet werden. "Jetzt geht es vor allem darum, die Empfindlichkeit der Sensoren noch mehr zu steigern und die Anwendung auf nichtmagnetische Metalle auszudehnen", erläutert Dötsch. Wie auch die vorigen Kooperationen wird das Vorhaben von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Die komplizierten Verfahren basieren auf der Grundlage von Granatkristallen. Granate sind als Schmucksteine bekannt und begehrt, lassen sich aber auch künstlich in hoher Perfektion herstellen. Dabei können ihre physikalischen Eigenschaften durch die chemische Zusammensetzung in weiten Grenzen variiert und damit an spezielle Anwendungen angepasst werden. Aufgrund ihrer hervorragenden optischen und magnetischen Eigenschaften sind Granate für industrielle Applikationen besonders interessant.

Im Fachbereich Physik der Universität Osnabrück werden Granate in Form dünner Filme bei hohen Temperaturen aus einer Schmelze hergestellt und für die genannten Anwendungen in der magnetooptischen Sensorik optimiert. Gegenüber den vielen bekannten Möglichkeiten, Magnetfelder punktweise auszumessen, besteht der große Vorteil der Granate darin, dass sie sofort ein Bild der räumlichen Verteilung der Magnetfelder liefern. Aus solchen Bildern lässt sich dann sehr schnell auf den Ursprung der Magnetfelder zurückschließen.

Magnetooptische Granat-Sensoren werden zum Beispiel eingesetzt bei der Erkennung und Kontrolle von Mustern, die mittels magnetischer, optisch unsichtbarer Tinte aufgetragen werden. Neben Defekten in Stahlwänden und Stahlröhren lassen sich auch Mikrorisse in der Außenhaut von Flugzeugen nachweisen.

Als eine weitere Anwendung eröffnen Granatkristalle die Möglichkeit, "Einbahnstraßen" für Licht zu realisieren, in denen sich die Lichtwellen nur in einer Richtung ausbreiten können. Solche Bauteile, optische Isolatoren genannt, sind nötig, um Laser vor ihrer eigenen Reflektion zu schützen. Sie würden sonst instabil arbeiten. In dem wichtigen Spektralbereich der optischen Kommunikation über Glasfasern bilden Granate die einzige Materialklasse, die sich für solche Zwecke eignet, erklärt Dötsch.

Ein wichtiger Nebeneffekt dieses gelungenen Transfers von Know-how in die Industrie besteht in den Kontakten der Mitarbeiter zu den einzelnen Firmen, woraus sich sogar neue Arbeitsplätze ergeben können, wie Prof. Dr. Dötsch betont.

Informationen:
Prof. Dr. Horst Dötsch, Fachbereich Physik,
Universität Osnabrück, Barbarastraße 7, 49069 Osnabrück,
Tel. (0541) 969-2651, Fax. (0541) 969-3510.
e-mail: horst.doetsch@physik.uni-osnabrueck.de