Die Magnetresonanztomographie wird vor allem im medizinischen Bereich genutzt. Die MRT erstellt mithilfe von Magnetfeldern und Radiowellen Bilder von Organen und Geweben. Ein Tomograf erzeugt dabei ein starkes Magnetfeld, beispielsweise 1,5 Tesla. Das ist das 30.000-Fache des Erdmagnetfelds. Damit eine hohe Auflösung erreicht wird und aussagekräftig ist, dauert die Aufnahme bis zu einer Stunde lang. Ein neuartiger Resonator halbiert nun die Zeit, die zur Erstellung von Bildern mit der gleichen Auflösung benötigt wird. Er wirkt gewissermaßen wie ein Signalverstärker. Das erleichtert es nicht nur den Patienten, es senkt auch die Kosten für den Betrieb der teuren Geräte.

BU: Diese Anordnung von spiralförmigen Resonatoren ist drei Zentimeter hoch und besteht aus 3-D-bedrucktem Kunststoff und Spulen aus dünnem Kupferdraht.
Photo by Jackie Ricciardi

Resonator halbiert die Zeit

Dieses Kunststück ist den Forschern Xin Zhang, Stephan Anderson und ihrem Team vom Photonic-Center der Boston University gelungen. Die Röhrchen bestehen aus Kunststoff und Kupfer. Diese Materialien sind so miteinander verbunden, dass es dafür kein Vorbild in der Natur gibt. Es handelt sich folglich um ein Metamaterial mit magnetischen Eigenschaften. Eine Matte aus zahlreichen nebeneinander angeordneten, ringförmigen Resonatoren verwandeln damit einen mittelstarken Magnetresonanztomografen (MRT) in eine Supermaschine.

Den gleichen Effekt kann man auch mit MRT erreichen, die stärkere Magnetfelder erzeugen. Doch diese sind weitaus teurer. Umgekehrt können MRT mit weit kleineren Magnetfeldern gebaut werden, um in der Industrie eingesetzt zu werden. Das kann den Anwendungsbereich dieser Technologie stark erweitern.

Dieses Verfahren wird aber auch für die Industrie immer interessanter, etwa, um das Innere von Werkstoffen sichtbar zu machen.