Wie moderne Beleuchtungstechnologien unsere Welt verbessern

Was viele nicht wissen: Lichtstrahlen retten bei medizinischen Operationen Menschenleben, Anrufer werden mit Hilfe der Lasertechnik in dreidimensionale Hologramme verwandelt, und künstliches Licht dient Pflanzen als Energiequelle und revolutioniert so die Produktion von Lebensmitteln. All diese Technologien sind bereits im Einsatz oder werden in Laboren getestet. In diesem Fall ist die Entwicklung bereits weit fortgeschritten und es wird nicht lange dauern, bis sie im Alltag ankommt.

LICHT ALS HERZENSANGELEGENHEIT

Wenn Menschen unter lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen leiden, bieten Defibrillatoren in der Regel die beste Therapie. Die Geräte geben starke Stromimpulse ab und normalisieren so den Herzschlag. Dieses Verfahren ist jedoch schmerzhaft und kann das Gewebe schädigen. Wissenschaftler entwickeln daher eine alternative Behandlung, die schmerzfrei und ohne Nebenwirkungen ist. Mit Hilfe von Licht kann die Herzfrequenz bei Kammerflimmern schonend wiederhergestellt werden.

Dieses Verfahren stammt aus der Optogenetik, einem Spezialgebiet der Molekularbiologie. Es ermöglicht es, die zwischen den Neuronen ausgetauschten Nachrichten durch Licht zu beeinflussen. Wissenschaftler haben diese Therapie bereits erfolgreich an Tieren und Computermodellen des menschlichen Herzens getestet. Derzeit wird die Methode für den Humanbereich verfeinert.

Für bestimmte Hirnoperationen setzen Ärzte bereits Licht in Form von Lasern ein. Sie nutzen die intensiven Strahlen, um in Sekundenschnelle Hirntumore präzise zu lokalisieren und sie gezielter zu entfernen. Darüber hinaus arbeiten Neurowissenschaftler daran, mit Hilfe von Lasern in Zukunft chemische Reaktionen im Gehirn auszulösen, um psychische Störungen zu behandeln. Auch Chirurgen setzen Laser bei Epilepsie ein, um an bestimmten Stellen im Gehirn Hitze zu erzeugen und damit das Gewebe zu entfernen, das als Ursache für den Krampfanfall vermutet wird.

LICHT ALS DATENÜBERTRÄGER

Je wichtiger die Daten für unsere Welt werden, desto wichtiger ist ihre schnelle Übermittlung. Auf dem Weg zum nächsten durchschlagenden Erfolg setzen die Forscher auf eine völlig neue Technologie. Sie arbeitet mit Licht und könnte bald die WLAN-Netze ersetzen - aus WiFi würde dann LiFi werden. Der neue Ansatz nutzt Lichtsignale zur Datenübertragung. Diese Technologie ist nicht nur 100 Mal schneller als drahtlose Netzwerke mit WLAN, sie ist auch sicherer. Denn die Lichtstrahlen werden durch Wände gestoppt. So können die Nutzer besser kontrollieren, wie weit ihre Daten in Gebäuden übertragen werden. Diese Technologie ist nicht nur 100 Mal schneller als drahtlose Netzwerke mit WLAN. Sie ist auch sicherer. Denn die Lichtstrahlen werden durch Wände gestoppt. So können die Nutzer besser kontrollieren, wie weit ihre Daten in den Gebäuden übertragen werden.

Die Technologie wurde 2011 von Harald Haas, einem deutschen Elektroingenieur und Professor an der Universität Edinburgh, entwickelt. Er entdeckte, dass durch das Ein- und Ausschalten von Leuchtdioden mehrere Gigabit Daten innerhalb einer Sekunde übertragen werden können. Das ist mehr als die Sendeleistung ganzer Mobilfunkmasten.

LICHT ALS GRÖSSTER ENERGIELIEFERANT

Mit Hilfe von Lasern könnte die Menschheit eines Tages auch ihre Energieversorgung sichern. Die Idee dahinter ist, dass Satelliten, die mit Solarzellen an bestimmten Umlaufpositionen im Weltraum ausgestattet sind, aus der Sonnenstrahlung elektrische Energie erzeugen. Diese Energie liefert einen Laserstrahl, der auf die Erde ausgerichtet wird, wo er wieder in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Eine hinreichende Anzahl solcher Satelliten könnte einen großen Teil des weltweiten Strombedarfs decken.

LICHT ALS ERWEITERTE REALITÄT

Stellen Sie sich vor, Sie sitzen zu Hause und ein dreidimensionales Hologramm Ihres Partners erscheint, wenn er oder sie ruft. Forscher arbeiten daran, genau dies zu verwirklichen. Denn Plasmalaser können Licht im Raum sichtbar machen, ohne dass es auf eine Oberfläche trifft. Damit könnten schon bald bewegte 3D-Bilder von Menschen in unseren Wohnzimmern Wirklichkeit werden.

LICHT ALS WACHSTUMSTREIBER

Jahrtausende lang schien es unumstößlich, dass Pflanzen Sonnenlicht brauchen, um zu wachsen. Aber das hat sich verändert. Denn LED-Leuchten liefern ein speziell auf die Bedürfnisse der Pflanzen zugeschnittenes Licht, das die Pflanzen das ganze Jahr über mit Energie versorgt - unabhängig von Sonnenstand und Wetterbedingungen. Solche Beleuchtungskonzepte werden auch in der vertikalen Landwirtschaft eingesetzt. Beispielsweise führen Pflanzen in Gebäuden mitten in der Stadt Photosynthese durch, und Lebensmittel können in großen Mengen in der Nähe vieler Endverbraucher hergestellt werden.

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