Saarbrücken – Forscher des Leibniz-Instituts für Neue Materialien (INM) haben ein neues festes Material mit beweglichen Partikeln entwickelt, die auf äussere Einflüsse reagieren. Dabei handelt es sich um ein sogenanntes aktives Nanokomposit, bei dem sich kleine Partikel verbinden oder trennen – und damit letztlich die Farbe des ganzen Materials ändern.
Laut den in «Advanced Materials» publizierten Ergebnissen «antwortet» das transparente Material, dank der beweglichen Komponenten im Inneren auf Temperaturveränderungen und zukünftig auch auf andere äussere Einflüsse, wie chemische Substanzen und Gifte, mit einen Farbwechsel. In Stahl, Beton oder Kunststoff ist Bewegung in Materialien laut den Experten selten erwünscht, denn freie Bewegung bedeutet eine potenzielle Schwachstelle im Material.
Partikel in jedem Tropfen änderbar
«Deshalb haben wir in unser aktives Nanokomposit abgekoppelte Teilbereiche eingebaut, in denen sich die Partikel bewegen können, während der Rest stabil bleibt», erklärt Tobias Kraus, Leiter des Programmbereichs Strukturbildung am INM. Wie Rosinen in einem Wackelpudding verteilten sie in einem Kunststoff feinste Flüssigkeits-Tröpfchen, in die sie die Gold-Nanopartikel einlagerten, sagt Kraus. So könnten sich die Nanopartikel innerhalb jedes Tropfens in der Flüssigkeit frei bewegen. Das wäre nicht möglich, wenn sie als Partikel direkt im Festkörper verteilt wären.
«Diese Partikel können sich nun in den Tropfen entweder eng zusammenballen oder im gesamten Tropfen frei verteilen. Die Farbe der Partikel ändert sich abhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind, in unserem Fall zum Beispiel von Rubinrot nach Grau-Violett. Weil die Partikel sich wieder trennen können, ist die Farbänderung auch jederzeit umkehrbar», erläutert Kraus. (pte/mc/ps)
