Forscher entwickeln kostengünstiges 3D-gedruckten Polarimeter für den Einsatz im Klassenzimmer

Wissenschafts- und Technologiekurse, insbesondere auf Universitätsebene, erfordern oft spezielle Geräte, die für die Studenten kostspielig und schwierig zu erlangen sein können. Hier kann der 3D-Druck hilfreich sein und eine Möglichkeit bieten günstig technische Lernwerkzeuge zu erzeugen. Paweł Bernard von der Jagiellonian University und James Mendez von der Indiana University haben diese Möglichkeit für einen 3D-gedruckten Polarimeters für den Einsatz im Chemieunterricht demonstriert.

Ein Polarimeter wird verwendet, um den Drehwinkel von polarisiertem Licht zu messen, nachdem es eine optisch aktive Substanz oder Chemikalie durchlaufen hat. Es besteht typischerweise aus einer Probenkammer zur Aufnahme der Substanz, einer monochromatischen Lichtquelle und zwei Polarisationsfiltern – einem vor und einem nach der Probe. Der zweite Filter ist drehbar, sodass der Benutzer ihn auf den Winkel des gedrehten Lichts einstellen kann, nachdem es die Probe durchlaufen hat, bis wieder die maximale Lichtmenge durchgelassen wird. Die Differenz zwischen dem “Eingangs”-Winkel und dem “Ausgangs”-Winkel ist der Grad, in dem sich das Licht infolge des Durchgangs durch die optisch aktive Substanz gedreht hat.

Der Polarimeter des Duos ist mit 3D-Druck und einfacher Elektronik realisiert wurden. Das Gerät verwendet eine LED-Lichtquelle und einen Detektor, der in einer 3D-gedruckten Halterung untergebracht ist. Durch Drehen des Aufsatzes kann der Benutzer Helligkeitsänderungen visuell erkennen oder diese direkt mit einem Multimeter messen. Das Design ist simpel gestaltet, sodass der korrekte Zusammenbau des Polarimeters ohne Fachkenntnisse möglich ist.

Ihre Arbeit veröffentlichten die beiden Wissenschaftler unter dem Titel “Low-Cost 3D-Printed Polarimeter”. Diese kann hier online abgerufen werden.