Stark beanspruchte Bauteile ändern ihre Farbe| WOTech Technical Media

Stark beanspruchte Bauteile ändern ihre Farbe

Ob Sportkleidung, die sich verfärbt, wenn der Athlet seinen Körper zu überfordern droht oder Bauteile, etwa von Flugzeugen, die grellrot aufleuchten, wenn sie übermäßig stark belastet worden sind: Mit einer neuen Technik der University of Chicago lassen sich Gefahren für Mensch und Material künftig mit einem Blick erkennen. Möglich machen dies Flüssigkristalle, die ihre Farbe ändern, wenn sie Druck oder anderen Belastungen ausgesetzt sind.

Die Forscher haben eine Kunststofffolie entwickelt, die mit Flüssigkristallen angereichert ist. Wenn sie verbogen oder anderweitig belastet wird, ändert sie ihre Farbe. Juan de Pablo, Professor für Molekulartechnik, und sein Team setzten speziell auf chirale Flüssigkristalle. Darunter sind Moleküle zu verstehen, die einen bestimmten räumlichen Aufbau haben. Es existieren ebensolche Moleküle, die aus den gleichen Atomen bestehen, die jedoch spiegelbildlich angeordnet sind. Beide sind chemisch identisch, haben aber unterschiedliche Eigenschaften.

Die einheitlich ausgerichteten Flüssigkristalle können so genannte blaue Phasen bilden. In diesem Zustand reflektieren sie verschiedenfarbige Anteile des sichtbaren Lichts oder lassen sie passieren. De Pablo und sein Team wussten um die besonderen Eigenschaften dieser Kristalle. Doch sie gezielt zu beanspruchen, sodass sie ihre Farbe ändern, war keine triviale Aufgabe. Um das zu schaffen, bettete das Team einige Flüssigkristalle in eine Folie ein, sodass sie nicht ausweichen konnten, wenn sie belastet werden. "Auf diese Weise können wir sie auf sehr spezifische, exakt kontrollierte Weise verformen", sagt de Pablo.

Gefahren aus der Ferne sehen

Was die Anwendungsmöglichkeiten angehe, seien der Fantasie keine Grenzen gesetzt. "Farbänderungen bieten eine hervorragende Möglichkeit, etwas aus der Ferne zu erfassen, ohne dass ein Kontakt hergestellt werden muss", so der Forscher. Man müsse ein Gerät nur anschauen, um zu wissen, in welchem Zustand es ist, sodass man frühzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen könne, um eine völlige Zerstörung zu verhindern. Außer auf mechanische Belastung reagieren die Kristalle auch auf Temperaturänderungen. Ziel des Teams ist es jetzt, sie auch für andere äußere Einflüsse wie elektrische Spannung, Magnetfelder und Geräusche empfindlich zu machen. (pte)

http://uchicago.edu

Aktuelle Onlineartikel