Konstantin Novoselov ist kein Unbekannter in der Wissenschaft. 2010 hatte er den Nobelpreis für Physik erhalten. Er hatte Graphen, das dünnste, stärkste und wärmeleitfähigste Material, das es gibt, entdeckt.

Zusammen mit seinem Team hat er nun zwei weitere ungewöhnliche Verbindungen aus derselben Familie von 2D-Strukturen wie Graphen näher untersucht und dabei erneut einzigartige Eigenschaften gefunden.

Rheniumdiselenid und Rheniumdisulfid, auch bekannt als ReSe2 und ReS2, können eine neuartige Form der Lichtmanipulation erzeugen, die ein immenses technologisches Potenzial birgt, wie TNW berichtet. Dabei gelang die Entdeckung eher durch einen Zufall.

Für das Deeptech-Startup Xpanceo hatte Novoselovs Team an einer neuen Generation von Computerschnittstellen gearbeitet. Dabei sollte sich um intelligente Kontaktlinsen, die eine unendlich erweiterte Realität schaffen können, handeln. Während der Tests der für geeignet gehaltenen Materialien ReSe2 und ReS2 stellte sich indes heraus, dass die sich als wesentlich leistungsfähiger erwiesen, als die Forscher:innen erwartet hatten.

„Unser Team hat eine aufregende Entdeckung gemacht“, erklärte Novoselov gegenüber TNW. „Die optischen Achsen in diesen Materialien können sich in verschiedene Richtungen bewegen und sich bei bestimmten Komponenten sogar um mehr als 90 Grad drehen“.

Das bedeute, dass „wir durch Anpassung der Wellenlänge die Richtung des Lichts ändern können. Diese Entdeckung birgt ein erhebliches Potenzial für verschiedene Branchen und Anwendungen, wie Medizin, KI und AR“, ist sich der Nobelpreisträger sicher.

Die Ergebnisse der Studie wurden im Wissenschaftsmagazin Nature Communications veröffentlicht. Für das Startup Xpanceo, für das die Forscher:innen die Verbindungen untersucht hatten, stellen die Erkenntnisse nur den Anfang einer breiten Palette an Anwendungsmöglichkeiten dar.

So beabsichtigt Xpanceo-Mitgründer Valentyn Volkov den Einsatz der Materialien in optischen Geräten, beim Machine Learning und für laserbasierte Bluttests. Grundlage der Einsatzbereiche ist die Fähigkeit der Materialien ReSe2 und ReS2, auf neuartige Weise das Licht zu manipulieren.

Unter anderem plant das Startup, durch die Einbettung der beiden Materialien in intelligente Kontaktlinsen, die menschliche Farbwahrnehmung zu verbessern. Zudem will Xpanceo die Materialien einsetzen, um biochemische Sensoren zu betreiben, die schnellere und billigere Bluttests ermöglichen könnten.

Die dafür bislang eingesetzte Technologie gilt als teuer und technisch komplex. „Es ist zu erwarten, dass sie die Kosten für die derzeit recht kostspieligen Bluttestgeräte in Krankenhäusern um mehrere Größenordnungen senken werden“, ist sich Xpanceo-Chef Volkov sicher.

Zudem würden es die einzigartigen optischen Fähigkeiten „ermöglichen, gefährliche Krankheiten und Viren, wie Krebs oder COVID, in einem früheren Stadium zu erkennen“. Nicht zuletzt kämen die Materialien für den Einsatz in KI-Chips infrage. Die Forscher:innen stellen sich die Materialien als photonische Schaltkreise vor, mit denen schnelle und leistungsstarke Computer für maschinelles Lernen gebaut werden könnten.